Дополнительная общеобразовательная программа, Направление: техническое «Астрофизика»

Автор: Кайль Елена Алексеевна

Организация: МБОУ «Пахомовская ООШ»

Населенный пункт: Омская область, Азовский немецкий национальный район

Раздел №1 «Комплекс основных характеристик программы»

1.1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Астрофизика» составлена на основе следующих нормативных документов:

· Федеральный закон от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (ст. 2, ст. 15, ст.16, ст.17, ст.75, ст. 79);

· Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года, утвержденная Распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 марта 2022 г. №678-р;

· Приказ Министерства просвещения РФ от 27 июля 2022г. № 629 “Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам”

· Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ № 09-3242 от 18.11.2015 года;

· СП 2.4.3648-20 Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи;

Нормативные документы, регулирующие использование электронного обучения и дистанционных технологий:

· Приказ Министерства образования и науки РФ от 23.08.2017 года № 816 «Порядок применения организациями, осуществляющих образовательную деятельность электронного обучения, дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных программ»

· «Методические рекомендации от 20 марта 2020 г. по реализации образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования, образовательных программ среднего профессионального образования и дополнительных общеобразовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий»;

· Методические рекомендации по реализации адаптированных дополнительных общеобразовательных программ, способствующих социально-психологической реабилитации, профессиональному самоопределению детей с ограниченными возможностями здоровья, включая детей инвалидов, с учетом их образовательных потребностей (письмо от 29.03.2016 № ВК-641/09

Направленность программы: технической направленности .

Уровень освоения программы: продвинутый уровень.

Программа направлена на формирование у обучающихся научного мировоззрения, критического мышления, освоение методов научного познания и развитие исследовательских компетенций в области естественных наук.

Актуальность программы.

Физика и астрономия – науки о природе, которые повествуют нам о самых простых и самых фундаментальных взаимодействиях в природе, образующих вокруг нас бесконечное разнообразие событий, свидетелями которых мы являемся. Стараемся разгадать, изучить тайны и капризы природы, найти источник ее силы и вечного обновления. За тысячи лет развития цивилизации люди занимались изучением природных явлений и их использованием в собственных интересах.

Физика и астрономия-это науки, изучающие окружающий нас мир. Их возникновение теряется в глубине веков. С помощью экспериментального и научного методов было понято множество окружающих нас природных явлений, что позволило построить физическую картину мира-систему представлений обустройстве природы, в основе которой лежат физические теории, понятия, законы, формирующие материалистическое мировоззрение школьников.

Дополнительное образование дает возможность изучать астрономию, основываясь на знаниях, приобретенных школьниками при изучении школьных курсов естествознания, физики, математики и географии, формируя, таким образом, более полное и законченное представление об окружающем их мире. В этом и заключается актуальность данной программы.

Также актуальность Программы в том, что освоение данной программы способствует расширению возможностей учащихся для участия в профильных олимпиадах и конкурсах различных уровней. Программа имеет широкую метапредметную основу, т.к. включает в себя физические, географические и математические знания.

 

Отличительные особенности программы:

За последние несколько десятков лет в астрономии произошла настоящая революция. Открыты принципиально новые классы объектов, обнаружены неизвестные ранее явления, получили объяснения нерешенные вопросы прошлого. Именно астрономия находится сейчас на переднем крае науки. Открытое совсем недавно ускорение в наблюдаемом расширении Вселенной и темная энергия, вызывающее его совершает переворот в современной физике высоких энергий, физике вакуума и т.д. Значительный прогресс в наблюдательной астрономии, вызванный уникальными свойствами новых приемников излучения, позволил еще дальше заглянуть в глубь Вселенной, в плотную подойти к ее границе, позволил открывать сотнями планеты у других звезд, позволил наблюдать и открывать сотни тысяч новых малых планет в нашей Солнечной системе.

Астрономическое образование детей целесообразно начинать в среднем школьном возрасте. В 13 лет дети уже интересуются естественными науками, охотно экспериментируют, обладают базовыми знаниями об окружающем мире. Также отличительной особенностью программы является деятельный подход к обучению, развитию, воспитанию ребенка средствами интеграции, воспитанник оказывается вовлеченным в продуктивную созидательную деятельность, позволяющую ему с одной стороны выступать в качестве исполнителя, а с другой – автора. Это требует от учащегося самостоятельности, внутренней свободы, оригинальности мышления. Поэтому в программе обосновано использование разных методов и приемов детской творческой деятельности в процессе исследовательской работы.

Данная дополнительная образовательная программа позволяет решить такие проблемы, как:

-занятость свободного времени детей;

-профессиональное самоопределение воспитанника;

- пробуждение интереса детей к научной деятельности.

Педагогическая целесообразность программы заключается в опоре на практические рекомендации и концептуальные положения , направленные на удовлетворение познавательных интересов обучающихся, развитие навыков исследовательской деятельности и реализацию творческих возможностей личности, что способствует успешной социализации обучающихся, повышению их самооценки.

Адресат программы:

обучающиеся:10-13 лет.

Психолого-педагогические особенности учащихся

Возрастной период, следующий за младшим школьным, по-разному именуется в психолого-педагогической литературе, дискуссионными являются и его возрастные границы. Этот период называется подростковым, определяя его границы возрастом обучающихся 5-11 классов. При этом школьников 5-9 классов относят к младшим и средним подросткам, 10-11 классов – к старшим подросткам.

Определение подростки можно рассматривать, как особую переходную социально-демографическую группу, включающую детей в возрасте от 10-11 до 16-17 лет и обладающую рядом следующих характерных признаков и вытекающих из них социальных черт:

1. Физиологические, определяющиеся незавершённостью созревания организма, то есть физического развития, которое выражается в неспособности или ограниченной способности занимать самостоятельные позиции в общественном разделении труда;

2.Психологические, обуславливающие неустойчивость, несформированность психических функций организма ребёнка;

3.Социальные, означающие неполную интегрированность в общественные отношения, что проявляется в социальной неуверенности, несамостоятельности, зависимость от взрослых.

Подростковый возраст – это определенный отрезок жизненного пути между детством и зрелостью. В западной культуре он постоянно увеличивается, и полного согласия по поводу сроков его начала и завершения отсутствует. Подростковый возраст рассматривается как промежуточная ступень между детством и взрослой жизнью, проходит он для каждого ребёнка по-разному и в определённое время.

С социально-педагогической точки зрения, подростковый возраст – это этап от 10-11 до 15 лет, соответствующий переходу от детства к юности. Это критический период развития, связанный с кардинальными изменениями во всех сферах развития ребёнка: сознания, деятельности, отношений; характеризуется быстрым ростом и формированием организма, что влияет на психофизиологические особенности подростка.

В данном возрасте резко возрастает значение коллектива для учащихся, отношений со сверстниками, оценки их поступков и действий. Они стремятся завоевать авторитет в глазах сверстников, занять достойное место в коллективе. Ярко проявляется стремление к самостоятельности и независимости, формируется самооценка, развиваются абстрактные формы мышления. Внимание учащихся этого возраста становится избирательным: интересные дела, занятия увлекают их, они могут сосредотачиваться долго на одном материале, интересуются новым, необычным. Дети пытаются раскрыть свои способности, хотят “найти себя”, выбрать занятие “по душе”.

Заметно проявляется стремление к самостоятельности и независимости, возникает интерес к собственной личности, формируется самооценка, развиваются абстрактные формы мышления. Часто он не видит прямой связи между привлекательными для него качествами личности и своим повседневным поведением. В связи с этим основная форма проведения занятий–это практические работы, входе которых у детей появляется возможность продемонстрировать свои индивидуальные и коллективные решения поставленных задач.

Для воспитанников этого возраста характерны живой интерес к окружающей жизни, жажда ее познания, огромная восприимчивость к тому, что он узнает самостоятельно и от взрослых. У детей этого возраста заметно повышается произвольность психических процессов – восприятия, мышления и речи, внимания, памяти, воображения. Внимание становится более сосредоточенным, устойчивым (ребенок способен им управлять), в связи с этим развивается способность запоминать: мобилизуя волю, ребенок сознательно старается запомнить правила, последовательность действий при выполнении заданий и т.п. Поведение становится более целенаправленным, целеустремленным.

Структура и содержание программы составлены с учетом психолого-педагогических особенностей учащихся. Учитывая возрастные и психологические особенности школьников, теоретические и практические занятия проводятся с привлечением наглядных материалов, использованием разнообразных форм работы, в том числе игровых. Практические занятия проводятся во время мероприятий, экскурсий, а так же на местности, в помещении (в классе, спортзале).

По сути и характеру происходящих в этом возрасте перемен, подростковый возраст является кризисным. В нем выделяют несколько видов существенных интересов (доминант), на которые ориентирована данная программа:

«эгоцентрическая доминанта»– интерес к собственной личности;

«доминанта дали» – установка на обширные, большие масштабы, которые для него гораздо более субъективно приемлемы, чем ближние, текущие, сегодняшние;

«доминанта усилия» – интерес к сопротивлению, преодолению, волевым напряжениям, который может проявляться в упрямстве, хулиганстве, борьбе против воспитательного авторитета, протесте;

«доминанта романтики» – интерес к неизвестному, рискованному, к приключениям и героизму.

В указанном контексте происходит смена ведущей деятельности. Ее роль в подростковом возрасте играет социально-значимая деятельность: учение (Л.И.Божович), общение (Д.Б.Эльконин), общественно-полезный труд (Д.И.Фельдштейн).

Программа в полной мере отвечает обусловленным интересам подростка, создает условия для осуществления видов деятельности, являющимися ведущими для данного возраста.

Объем программы – общее количество учебных часов, запланированных на весь период обучения, необходимых для освоения программы, - 144 часа.

Срок реализации программы – 1 год, 144 часа;

Формы обучения: очное с использованием электронного обучения и обучения с применением дистанционных образовательных технологий (образовательные онлайн-платформы, цифровые образовательные ресурсы, размещенные на образовательных сайтах, видеоконференции, вебинары, Skype - общение, E-mail, облачные сервисы и т.д.) по необходимости.

Формы организации образовательного процесса: групповая, индивидуальная.

Методы обучения: словесный, наглядный, практический, объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, частично-поисковый ,исследовательский, проблемный, дискуссионный, проектный.

Методы воспитания убеждение, поощрение, упражнение, стимулирование, мотивация и др.

Тип занятия: комбинированные, теоретические, практические, контрольные, тренировочные.

Формы проведения занятий: практическое занятие, беседа, защита проектов, лабораторное занятие.

Педагогические технологии-технология индивидуализации обучения, технология группового обучения, технология коллективного взаимообучения, технология дифференцированного обучения, , технология развивающего обучения, технология проблемного обучения, технология исследовательской деятельности, технология проектной деятельности, технология коллективной творческой деятельности, технология решения изобретательских задач, здоровьесберегающая технология, технология-дебаты.

Режим занятий периодичность и продолжительность занятий: 2 раза в неделю по 2 академических часа (продолжительность академического часа 45 минут) с перерывом на 15 мин. При дистанционном обучении -30 мин.

Режим занятий при очном обучении

Год обучения	Количество часов всего	Количествозанятий в неделю	Продолжительность занятий (часов)	Количество часов за неделю
1	144	2	2 х 40 мин с перерывом 15 минут	4

 

Режим занятий при дистанционном обучении

Год обучения	Количество часов всего	Количествозанятий в неделю	Продолжительность занятий (часов)	Количество часов за неделю
1	144	2	2 х 30 мин с перерывом 15 минут	4

 

Особенности организации образовательного процесса. Образовательный процесс по данной программе предусматривает получение учащимися теоретических и практических знаний, умений, навыков. Предусматривается участие детей в конкурсах, походах, с целью расширения и обогащения кругозора и познавательного интереса. Также предусмотрены досуговые мероприятия с приглашением гостей и родителей. Состав групп как постоянный, так и переменный.

Принцип зачисления в группы и их формирование.

Группы формируются по 12 человек.

Формы подведения итогов реализации программы, защита проектов, практическая работа.

Особенности организации образовательного процесса. Образовательный процесс по данной программе предусматривает получение учащимися теоретических и практических знаний, умений, навыков. Предусматривается участие детей в конкурсах, с целью расширения и обогащения кругозора и познавательного интереса. Также предусмотрены досуговые мероприятия с приглашением гостей и родителей. Состав групп как постоянный,так и переменный.

1.2 Цель и задачи программы.

Цель-формирование научного мировоззрения учащихся посредством освоения основных разделов астрофизики.

Задачи:

Образовательные:

1. Изучение порядка измерения и оценки параметров объектов звездного неба;

2. Формирование представлений о спектральном анализе и эволюции звезд;

3. Знакомство с элементами астрофизики;

4. Изучение классификации звезд;

5. Формирование представлений о ядерной физике и механизмах энерговыделение звезд;

6. Изучение принципов небесной механики;

7. Формирование представлений об эволюции Вселенной

Развивающие:

1. Развивать навыки самостоятельно сбора, обработки и анализа информации.
2. Развивать навыки изложения мыслей на бумаге и выступления перед аудиторией.
3. Развитие навыков наблюдения за движением Солнца, Луны и планет Солнечной системы; фото-, видеосъемки объектов;
4. Развитие навыков работы с телескопом; использование светофильтров;
5. Развитие навыков работы над мини-проектами, презентациями;
6. Углубление навыков решения олимпиадных заданий.

 

Воспитательные:

1. Воспитывать у обучающихся чувство личной ответственности за сохранение уникальной природы Земли.

2. Развивать самостоятельность и творческий подход к постижению тайн Вселенной.

Углубление полученных знаний по астрономии, умение решать сложные задачи, участие в олимпиадах муниципального, регионального и Всероссийского уровней, а так же в финальных турах олимпиад, проводимых различными ВУЗами.

1.3 Планируемые результаты

Предметные результаты

В результате обучения по программе обучающийся:

- сможет определять причинно-следственные связи при анализе астрофизических явлений;

- сможет находить в различных источниках и анализировать информацию по астрономии;

- сможет составлять описания различных астрономических объектов на основе анализа разнообразных источников информации;

- будет уметь определять на звездной карте местоположение объектов;

- будет уметь работать со статистическими данными;

- будет стремиться к углублению знаний по математике и физике;

- получит навыки решения олимпиадных задач и опыт участия в олимпиадах различного уровня.

К концу обучения обучающиеся будут:

- знать порядок измерения и оценки параметров объектов звездного неба;

- иметь представление о спектральном анализе и эволюции звезд;

- иметь представление об элементах астрофизики;

- знать классификацию звезд;

- иметь представление о ядерной физике и механизмах энерговыделения звезд;

- знать принципы небесной механики;

- иметь представление об эволюции Вселенной;

- иметь навыки наблюдения за движением Солнца, Луны и планет Солнечной системы; фото-, видеосъемки объектов;

- уметь работать с телескопом с использованием светофильтров;

- уметь организовать работу над мини-проектами, презентациями;

- получат опыт решения олимпиадных заданий.

Метапредметные результаты

К концу обучения у обучающихся:

– развиты навыки управлять своей познавательной деятельностью, организовывать её;

– развиты навыки определять цели и задачи, выбирать средства реализации цели и применять их на практике;

– развиты навыки оценивать достигнутые результаты: самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему;

– сформированы умения отстаивать свою точку зрения, представлять аргументы, подтверждающие их факты.

Личностным результатом обучения по данному курсу является

- формирование всесторонне образованной, развитой личности, обладающей системой мировоззренческих взглядов, ценностных ориентиров, идейно-нравственных, культурных и этических норм поведения.

- умение формулировать своё отношение к актуальным проблемам астрономии и астрофизики.

В результате обучения по программе у обучающегося:

- будут воспитаны морально-волевые и нравственные качества;

- будет развита устойчивая потребность к самообразованию;

- будет сформирована активная жизненная позиция;

- будут развиты творческие способности;

- будет воспитано уважение к нормам коллективной жизни.

 

1.2. Содержание программы

1.2.1. Учебный план программы

№п/п	Название раздела, темы	Кол-во часов			Формы организации занятий	Формы аттестации (контроля)
		Всего	Теория	Практика
1	Раздел 1. Введение(4ч.)
1.1	Введение	4	2	2	Комплексное занятие	Наблюдение, опрос, тестирование
2	Раздел 2.Спектральный анализ и эволюция звезд (96 ч.)
2.1	Движение в поле тяжести нескольких тел	4	2	2	Комплексное занятие	Опрос, наблюдение
2.2	Сферические координаты	4	2	2	Комплексное занятие	Опрос, наблюдение
2.3	Основы спектроскопии	18	8	10	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
2.4	Влияние земной атмосферы на наблюдаемые Характеристики звезд	10	4	6	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения Практических заданий
2.5	Классификация звезд с учетом их спектральных характеристик	10	4	6	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, тестирование, анализ выполнения Практических заданий
2.6	Эволюция звезд	14	6	8	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
2.7	Эволюция звезд	10	4	6	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
2.8	Межзвездная среда	10	4	6	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
2.9	Общие сведения из физики	10	4	6	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
2.10	Общие сведения из математики	6	2	4	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий, защита проекта .
3	Раздел3. Эволюция Вселенной(40ч.)
3.1	Небесная механика	2	1	1	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
3.2	Свойства излучения	8	3	5	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
3.3	Галактика и галактики	8	3	5	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
3.4	Космология	14	6	8	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
3.5	Общие сведения из физики	4	2	2	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
3.6	Общие сведения из математики	4	2	2	Комплексное занятие, практическое,	Опрос, анализ выполнения практических работ
4	Подведение итогов(4ч.)
4.1	Итоговое занятие	4	2	2	Комплексное занятие, защита проекта практическое,	практическая работа, защита проекта
	Итого за год	144	55	89

 

1.2.2. Содержание учебного плана программы

 

Раздел 1. Введение

Теория: Введение в программу. Инструктаж по технике безопасности. Порядок измерения и оценка параметров объектов звездного неба.

Практика: измерение и оценка параметров объектов звездного неба.

Используемое оборудование: подвижная карта звездного неба, телескоп со штативом, набор аксессуаров к телескопу.

Форма контроля: Наблюдение, опрос, тестирование

 

Раздел 2. Спектральный анализ и эволюция звезд

Теория: Элементы астрофизики

Квантовая природа света

Квантово-механическая модель атома. Понятие об энергетических уровнях электронов. Квантовые и волновые свойства света. Фотоны, фотоэффект. Энергия импульс квантов, связь с частотой и длиной волны. Давление света. Эффект Пойнтинга - Робертсона.

Основы спектрального анализа

Спектр излучения. Понятие спектральной линии излучения и поглощения, линейчатый и непрерывный спектр. Спектр атома водорода и водородоподобных ионов. Виды задания спектра (как функции частоты или длины волны).

Спектр излучения звезд

Характерный вид спектра излучения абсолютно черного тела. Закон смещения Вина. Фотометрические системы UBVRI, показатели цвета. Цветовая температура. Болометрическая звездная величина, болометрическая поправка. Потемнение дисков звезд к краю.

Классификация звезд

Спектральные классы звезд, их связь с эффективной температурой. Классы светимости звезд (сверхгиганты, гиганты, карлики). Диаграммы «спектр-светимость» и «цвет-светимость» (Герцшпрунга-Рассела), главная последовательность. Соотношение «масса-светимость» для звезд главной последовательности.

Ядерная физика и механизмы энерговыделения звезд

Динамическая, тепловая и ядерная шкалы, их характерные времена. Связь массы и энергии покоя. Дефект массы, энергия связи и зависимость удельной энергии связи от числа нуклонов. Синтез и распад, выделение энергии (качественно). Законы сохранения заряда и энергии в ядерных реакциях. Свойства элементарных частиц. Условия протекания термоядерных реакций в недрах звёзд, протон-протонный цикл. Нейтрино.

Эволюция нормальных звезд

Звездообразование, его области в Галактике. Масса Джинса. Типы звездного населения в галактиках. Стадия главной последовательности. Стадия красного гиганта, синтез тяжелых элементов в ядре. Равновесие и перенос энергии в звездах. Эволюционные треки маломассивных и массивных звезд на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, вид этой диаграммы для звездных скоплений, определение их возраста по положению"точки поворота". Звездные ассоциации.

Пульсирующие переменные звезды

Цефеиды, их характеристики. Зависимость «период-светимость», определение расстояний. Представление о полосе нестабильности на диаграмме Герцшпрунга - Рассела. Звезды типа RR Лиры, долгопериодические переменные звезды.

Поздние стадии эволюции звезд

Белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. Пределы Чандрасекара, Оппенгеймера- Волкова. Гравитационный радиус. Новые звезды. Сверхновые звезды, их классификация и основные свойства. Планетарные туманности и остатки вспышек сверхновых. Пульсары.

Межзвездная среда

Плотность, температура и химический состав межзвездной среды. Пылевые облака. Области HIиHII. Молекулярные облака. Линия 21см. Газовые и диффузные туманности.

Галактики и основы космологии

Классификация и наблюдательные свойства галактик. Местная группа галактик. Типы звездного населения. Сверхмассивные черные дыры в галактиках, активные ядра галактик, квазары. Закон Хаббла, красное смещение.

Смежные вопросы математики

• функции. Исследование функций на основе производной, геометрический смысл производной.

Смежные вопросы физики

Квантовые и волновые свойства света. Фотоны. Энергия и импульс фотонов. Внешний фотоэффект. Давление света. Квантово-механическая модель атома. Постулаты Бора. Стационарные состояния атома. Понятие об энергетических уровнях электронов в атоме. Виды спектров. Спектральный анализ. Спектр атома водорода и водородоподобных ионов. Связь массы и энергии. Дефект массы, энергия связи и удельная энергия связи. Законы сохранения в ядерной физике. Синтез и распад ядер. Термоядерные реакции. Основные свойства элементарных частиц (электрон, протон, нейтрон, фотон, нейтрино). Свойства идеального газа. Понятие о температуре, давлении газа , концентрации частиц.

Небесная сфера

Суточные пути светил (общий случай)

Основы сферической тригонометрии. Параллактический треугольник. Преобразования горизонтальных, экваториальных и эклиптических координат. Вычисление углового расстояния между точками небесной сферы для произвольного случая. Азимуты и часовые углы восхода и захода светил для произвольного склонения и широты.

Система Солнце-Земля-Луна(общий случай)

Вращение линии узлов и линии апсид лунной орбиты, тропический, аномалистический и драконический месяцы. Наклон лунной орбиты к эклиптике, условия для наступления солнечных и лунных затмений различных типов. Циклы затмений, сарос. Серии покрытий Луной звезд и планет. Предельная эклиптическая широта и расстояние от узла для наступления затмений различных типов, покрытия звезды или планеты.

Движение близких тел в небе Земли (общий случай)

Видимый путь Луны и искусственных спутников в небе Земли. Триангуляция близких объектов (спутников, метеоров). Учет несферичности Земли. Основы современных систем спутниковой навигации.

Галактическая система координат

Основные точки и большие круги, преобразования в другие системы небесных координат. Положение центра Галактики и галактических полюсов в небе Земли. Характерные положения различных типов небесных объектов в галактической системе координат.

Смежные вопросы математики

Основы сферической тригонометрии, сферические теоремы синусов и косинусов. Площадь шарового слоя, участка сферы. Линейная аппроксимация, определение ее коэффициентов.

Небесная механика

Элементы орбит

Пространственное положение орбиты, кеплеровы элементы, основные точки и направления. Элементы параболической и гиперболической орбиты. Эксцентриситет,прицельный параметр и угол между асимптотами гиперболы. Орбиты двойных звезд и экзопланет в проекции на небесную сферу ( общий случай).

Движение в поле тяжести двух и более тел

Точки Лагранжа. Приливное ускорение. Сфера Хилла, полость Роша. Представление об устойчивости систем. Изменение орбит малых планет и комет при сближении с большими планетами, активные и пассивные гравитационные маневры. Высота приливов (элементарная теория). Приливное разрушение спутников (элементарная теория). Приливное трение (качественное представление).

Движение систем с переменной массой и энергией

Уравнения Циолковского и Мещерского. Теорема о вириале для гравитационно -связанных систем. Движение спутников в атмосферах планет, движение тел около звезд с сильным звездным ветром. Эволюция тесных двойных систем. Понятие о гравитационных волнах.

Смежные вопросы математики

Парабола и гипербола, их геометрические свойства и характеристики. Понятие производной функции, ее геометрический и физический смысл.

Практика: Доклады и презентации по темам. Решение задач. Фото-, видеосъемка и изучение фотографий объектов звездного неба. Практические работы по темам раздела: «Спектр атома водорода и водородоподобных ионов», «Атмосферная рефракция, ее зависимость от температуры, давления и длины», «Спектральная классификация звезд», «Эволюция звездных скоплений.»

Используемое оборудование:камера цифровая, ноутбук,компьютерные колонки 2.0 SVEN SPS-575, школьный планетарий с комплектом дисков, лабораторный набор для изучения электричества,лабораторный набор для изучения магнитных явлений,лабораторный набор для изучения тепловых явлений, теллурий, телескоп, лунный фильтр нейтральной плотности, светофильтр Explore Scientific светло-желтый №8, светофильтр Explore Scientificсветло-синий №82А, 1,25.

Форма контроля: Наблюдение, опрос, тестирование, выполнение практических заданий, защита проектов.

 

Раздел 3.Эволюция Вселенной

Теория:Формула Планка

Спектральная мощность излучения единицы поверхности. Формула Планка, приближения Релея-Джинса и Вина, область их применимости. Яркостная температура. Закон Кирхгофа.

Гидростатическое равновесие звезд.

Взаимодействие излучения с зарядами. Гидростатическое равновесие звезд, предел светимости Эддингтона.

Основы спектроскопии

Интерференция и дифракция. Дисперсия света, спектральные приборы (призма, дифракционная решетка). Спектральное разрешение. Спектры различных астрономических объектов. Влияние температуры среды на ширину спектральной линии.

Перенос излучения в среде

Преломление света и атмосферная рефракция для произвольного положения объекта. Спектральная зависимость преломления, "зеленый луч". Влияние преломления на яркостные характеристики объектов. Оптическая толщина. Поглощение и рассеяние света в атмосферах Земли и планет, закон Бугера. Отражение света различными поверхностями, закон Ламберта. Межзвездное поглощение света, его зависимость от длины волны. Избыток цвета, трехцветные диаграммы, звездная величина объекта на заданном расстоянии при наличии поглощения. Метод фотометрического параллакса определения расстояний до звезд.

Всеволновая астрономия

Приемники излучения в гамма-, рентгеновской, ультрафиолетовой, инфракрасной и радиоастрономии. Янский. Угловое разрешение радиотелескопов и радиоинтерферометров.

Физика атмосфер планет

Тепловой баланс планет и парниковый эффект. Озоновый слой в атмосфере Земли, его оптические свойства. Серебристые облака. Строение атмосфер планет Солнечной системы, представления об атмосферах экзопланет.

Магнетизм во Вселенной. Дипольное магнитное поле. Магнитное поле токового слоя. Магнитное давление. Магнитосферы небесных тел. Энергия магнитного поля и его переход в другие формы энергии.

Галактика и галактики

Строение и морфология галактик различных типов. Кривые вращения, темная материя. Функции светимости звезд, начальная функция масс, отношение "масса/светимость". Соотношения Талли-Фишераи Фабер-Джексона.

Основы теории относительности

Принцип относительности, принцип инвариантности скорости света. Преобразования Лоренца, релятивистское сложение скоростей. Сокращение длины и замедление времени. Эффект "светового эхо". Релятивистский эффект Доплера. Гравитационное красное смещение (в слабых полях). Представление о гравитационном линзировании.

Космология

Крупномасштабная структура Вселенной. Прошлое и будущее Вселенной. Расширение Вселенной. Масштабный фактор. Модель однородной изотропной Вселенной. Уравнение Фридмана (качественное понимание), эволюция масштабного фактора в рамках ньютоновской физики. Критическая плотность Вселенной. Барионное вещество, темная материя и темная энергия. Реликтовое излучение, его свойства.

Смежные вопросы математики

Интегрирование простейших функций и его геометрический смысл. Приложение дифференциальных уравнений в задачах по физике и астрономии.

Смежные вопросы физики

Волновые свойства света. Понятие об интерференции, дифракции, дисперсии света. Магнитное поле. Магнитная индукция. Сила Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Основы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Релятивистский закон сложения скоростей. Релятивистское сокращение длины и замедление времени.

Практика: доклады и презентации по темам. Решение задач. Изучение фотографий объектов звездного неба. Фото-, видеосъёмка и изучение фотографий объектов звездного неба.

Используемое оборудование: камера цифровая, ноутбук, компьютерные колонки 2.0 SVENSPS-575, школьный планетарий с комплектом дисков, лабораторный набор для изучения электричества, лабораторный набор для изучения магнитных явлений, лабораторный набор для изучения тепловых явлений, лабораторный набор для изучения геометрической оптики, набор «Юный физик».

Форма контроля: Наблюдение, опрос, тестирование, выполнение практических заданий.

Раздел 4. Подведение итогов

Теория: Подведение итогов курса.

Практика: Защита проектов. Выполнения практических заданий,

Используемое оборудование: ноутбук, программное обеспечение.

Форма контроля: защита проекта, практическая работа.

 

 

Раздел №2» Комплекс организационно педагогических условий»

2.1 КАЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ГРАФИК

Календарный учебный график

 

№ п/п	Месяц	Дата	Время проведения	Форма занятия	Кол- во часов	Тема занятия	Место проведения	Форма контроля
Модуль 1
1	Сентябрь			Комплексное занятие	2	Введение в программу. Техника безопасности.	Школа	Наблюдение , опрос, тестирование
2	Сентябрь			Комплексное занятие	2	Общие сведения об эволюции звезд	Школа	Опрос, наблюдение
3	Сентябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Приливное воздействие. Сфера Хилла, полость Роша.	Школа	Опрос, наблюдение
4	Сентябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Основы теории возмущенного движения, точки либрации.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
5	Сентябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Параллактический треугольник и преобразование сферических координат.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
6	Сентябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Вычисление моментов времени и азимутов восхода и захода светил.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
7	Сентябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Понятие спектра. Интенсивность, спектральная плотность излучения.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
8	Сентябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Ангстрем. Закон смещения Вина.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
9	Октябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Многоцветная фотометрия, представление о фотометрической системе UBVR, показатели цвета.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
10	Октябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Спектр атома водорода и водородоподобных ионов.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
11	Октябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Квантовые и волновые свойства света.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
12	Октябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Поглощение, рассеяние, испускание электромагнитного излучения.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
13	Октябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Линейчатый и непрерывный спектры. Спектры различных астрономических объектов	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
14	Октябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Спектр разреженного газа (солнечной короны, планетарных и диффузных туманностей, полярных сияний).	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
15	Октябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Профиль спектральной линии.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
16	Октябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Атмосферная рефракция, ее зависимость от температуры, давления и длины волны, "зеленый луч".	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
17	Ноябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Поглощение и рассеяние света в атмосфере, закон Бугера.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
18	Ноябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Определение внеатмосферных звездных величин звезд.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
19	Ноябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Понятие оптической толщины, ее связь с длиной пути луча в среде.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
20	Ноябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Теллурические спектральные линии.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
21	Ноябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Спектральная классификация звезд.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
22	Ноябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Диаграмма «цвет- светимость» (Герцшпрунга- Рассела).	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
23	Ноябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Диаграмма «спектр- светимость» для разных групп звезд, рассеянных и шаровых звездных скоплений.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
24	Ноябрь			Комплексное занятие, практическое	2	Звезды главной последовательности , гиганты, сверхгиганты.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
25	Декабрь			Комплексное занятие, практическое	2	Соотношение «масса-светимость» для звезд главной последовательности .	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
26	Декабрь			Комплексное занятие, практическое	2	Эволюция звезд различной массы и их перемещение по диаграмме Герцшпрунга- Рассела.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
27	Декабрь			Комплексное занятие, практическое	2	Эволюция звездных скоплений.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
28	Декабрь			Комплексное занятие, практическое	2	Нуклеосинтез в недрах звезд различных типов и при взрыве сверхновых.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
29	Декабрь			Комплексное занятие, практическое	2	Равновесие звезд. Перенос энергии в звезде.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
30	Декабрь			Комплексное занятие, практическое	2	Звездные атмосферы и их спектры.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
31	Декабрь			Комплексное занятие, практическое	2	Временные шкалы эволюции звезд (ядерная, тепловая, динамическая). Образование звезд. Джинсовская масса.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
32	Декабрь			Комплексное занятие, практическое	2	Конечные стадии эволюции звезд: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
2модуль
33	Январь			Комплексное занятие, практическое	2	Предел Чандрасекара. Гравитационный радиус.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
34	Январь			Комплексное занятие, практическое	2	Пульсары. Планетарные туманности.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
35	Январь			Комплексное занятие, практическое	2	Сверхновые звезды: типы, механизмы и основные характеристики.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
36	Январь			Комплексное занятие, практическое	2	Сверхновые типа Ia. Остатки и расширяющиеся оболочки сверхновых.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
37	Январь			Комплексное занятие, практическое	2	Сферическая и дисковая аккреция. Предел светимости Эддингтона.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
38	Январь			Комплексное занятие, практическое	2	Представление о распределении газа и пыли в пространстве.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
39	Январь			Комплексное занятие, практическое	2	Плотность, температура и химический состав межзвездной среды.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
40	Январь			Комплексное занятие, практическое	2	Горячий газ и холодные молекулярные облака.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
41	Февраль			Комплексное занятие, практическое	2	Газовые и диффузные туманности.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
42	Февраль			Комплексное занятие, практическое	2	Зависимость межзвездного поглощения от длины волны и влияние на звездные величины и цвет звезд, оптическая толщина.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
43	Февраль			Комплексное занятие, практическое	2	Связь избытка цвета с поглощением в полосе V.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
44	Февраль			Комплексное занятие, практическое	2	Идеальный газ. Газовые законы.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
45	Февраль			Комплексное занятие, практическое	2	Температура, тепловая энергия газа, концентрация частиц и давление.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
46	Февраль			Комплексное занятие, практическое	2	Термодинамическое равновесие. Связь скорости молекул и температуры.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
47	Февраль			Комплексное занятие, практическое	2	Длина свободного пробега и частота столкновений.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
48	Февраль			Комплексное занятие, практическое	2	Средняя квадратическая скорость молекул газа. Барометрическая формула.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
49	Март			Комплексное занятие, практическое	2	Плазма. Процессы ионизации и рекомбинации. Вырожденный газ.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
50	Март			Комплексное занятие, практическое	2	Метод наименьших квадратов. Непрерывные распределения, их простейшие параметры	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
51	Март			Комплексное занятие, практическое	2	Дифференцирован ие и его геометрический смысл.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
52	Март			Комплексное занятие, практическое	2	Сферическая тригонометрия (сферические теоремы синусов и косинусов).	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
53	Март			Комплексное занятие, практическое	2	Движение тел с переменной массой. Уравнение Циолковского.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
54	Март			Комплексное занятие, практическое	2	Поляризация излучения. Давление света. Формула Планка	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
55	Март			Комплексное занятие, практическое	2	Приближения Рэлея-Джинса и Вина. Яркостная температура.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
56	Март			Комплексное занятие, практическое	2	Мазерное излучение. Синхротронное излучение.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
57	Апрель			Комплексное занятие, практическое	2	Мера дисперсии и эффект Фарадея в межзвездной среде.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
58	Апрель			Комплексное занятие, практическое	2	Фотометрические и спектральные свойства галактик разных типов.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
59	Апрель			Комплексное занятие, практическое	2	Типы населения звезд в галактиках.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
60	Апрель			Комплексное занятие, практическое	2	Функция светимости звезд. Начальная функция масс.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
61	Апрель			Комплексное занятие, практическое	2	Соотношения Талли-Фишера и Фабер-Джексона.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
62	Апрель			Комплексное занятие, практическое	2	Большой взрыв. Инфляционная теория.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
63	Апрель			Комплексное занятие, практическое	2	Первичный нуклеосинтез. Первичная рекомбинация.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
64	Апрель			Комплексное занятие, практическое	2	Расширение Вселенной. Прошлое и будущее Вселенной.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
65	Май			Комплексное занятие, практическое	2	Модель однородной изотропной Вселенной Фридмана. Альтернативные модели Вселенной.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
66	Май			Комплексное занятие, практическое	2	Барионное вещество, темная материя и темная энергия.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
67	Май			Комплексное занятие, практическое	2	Критическая плотность Вселенной. Масштабный фактор.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
68	Май			Комплексное занятие, практическое	2	Угломерное и фотометрическое расстояния.Рост неоднородностей во Вселенной	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
69	Май			Комплексное занятие, практическое	2	Специальная теория относительности. Преобразования Лоренца. Лоренцево сокращение и релятивистское замедление времени.	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
70	Май			Комплексное занятие, практическое	2	Релятивистский эффект Доплера. Гравитационное красное смещение	Школа	Опрос, наблюдение, анализ выполнения практических заданий
71	Май			Комплексное занятие, практическое	2	Мини-конференция	Школа	Опрос, защита проектов
72	Май			практическое	2	Подведение итогов года	Школа	защита проектов, практическая работа
					144

 

Полный текст статьи см. приложение

1. file0.docx (227,3 КБ)

Опубликовано: 15.11.2024