Преподавание астрономии в школе (сборник статей)| << Предыдущая |
2. СУТОЧНЫЕ ДУГИ СОЛНЦА В РАЗНОЕ ВРЕМЯ ГОДА НА РАЗЛИЧНЫХ ШИРОТАХ
По устройству это пособие отличается от предыдущего лишь тем, что в нем вместо звездной карты дано изображение дневной небесной сферы с суточными дугами Солнца, как это показано на рис. 3 (а-а).
 |
Кроме того, на изображении Земли обозначены полярные круги и тропики. Наконец, имеется небольшое отличие в форме детали б-б(прорезаны окошки л-л,заклеенные калькой). Для правильного вычерчивания суточных дуг Солнца, а также контуров окошек могут служить шаблоны рис. 4а и 4b,которые вычерчены в натуральных размерах. Прочие размеры деталей совершенно такие же, как и для предыдущего пособия.Суточные дуги Солнца изображены стрелочками. Длина каждой стрелочки соответствует часовому перемещению Солнца. Около стрелочек поставлены соответствующие часы декретного времени, а около суточных дуг надписи: "22 июня", "21 марта и 23 сентября", "22 декабря". Условными изображениями Солнца обозначены его положения на меридиане. Из направления стрелочек ясно, что на круге а -апредставлена восточная половина небесной сферы. Порядок сборки и склейки деталей тот же, что и для предыдущего пособия.
 |
В начале демонстрации, после общего ознакомления учащихся с пособием, располагаем фигурку наблюдателя Нна северном полюсе Земли. Обращаем внимание учащихся на параллельное горизонту положение суточных дуг Солнца, а также на то, что над горизонтом находятся дуги, соответствующие только лишь половине года: от весеннего до осеннего равноденствия (незаходящее полярное Солнце, полугодовой" день). Удерживая пособие в вертикальной плоскости северным полюсом кверху, заставляем фигурку Н"путешествовать" по земному меридиану и доводим ее до северного полярного круга, после чего поворачиваем все пособие зенитом кверху, действуя теми же приемами и сопровождая такими же объяснениями, как и для предыдущего пособия. Теперь, обращая внимание учащихся на расположение суточных дуг Солнца, легко рассказать об особенностях его суточного движения для этой широты и о связанных с этим явлениях.
Нижний край окошка л -л,заклеенного калькой, приближенно соответствует тому погружению Солнца под горизонтом, при котором кончаются сумерки (7°). Наличие окошка позволяет объяснить явление белых ночей в высоких широтах: установив подвижный круг а -а,например, для широты Ленинграда, видим, что летняя суточная дуга Солнца целиком лежит выше линии "граница сумерек" и, следовательно, сумерки продолжаются всю ночь. Можно, далее, вообще обратить внимание на большую продолжительность сумерек в высоких широтах.
Оставляя линию "центр Земли -зенит" в вертикальном положении, поворачиваем круг а -а за выступ А,соответственно все более южным широтам, и даем соответствующие пояснения относительно расположения суточных дуг Солнца и связанных с этим явлений.
Перейдя в южные широты, обратите внимание на направление стрелочек суточных дуг: теперь Солнце движется не слева направо (от востока, через юг, к западу), а справа налево (от востока, через север, к западу). Наконец, укажите учащимся на противоположность времен года в северном и южном полушариях Земли.
3. ПОДВИЖНАЯ ЗВЕЗДНАЯ КАРТА С ГОДИЧНЫМ ВИДИМЫМ ДВИЖЕНИЕМ СОЛНЦА
Это пособие легко может быть изготовлено на основе любой подвижной карты звездного неба, например той, которая приложена к школьному учебнику астрономии.
Наклеим эту звездную карту на плотную чертежную бумагу или на тонкий картон, приняв меры, чтобы, склеенное не покоробилось. Вырежем звездную карту по внешнему кругу ее рамки, сделав двенадцать выступов против кругов склонений 
и т. д. по размерам, показанным на рис. 5 (а -а). На четырех из этих выступов, против кругов склонения 
поставим соответственно буквы В, Л, О, 3 ( "весна", "лето", "осень" и "зима"). Чтобы эти выступы лучше выделялись, их можно окрасить.
 |
В местах пересечения эклиптики с кругами склонений и т. д. трубчатым пробойничком нужно пробить в карте аккуратные круглые отверстия диаметром в 4-5 мм. (Пробойничек легко изготовить из любой трубочки подходящего диаметра.)
Вычертим из плотной бумаги деталь, представленную на рис. 5 (б -б), и вырежем ее (по утолщенным линиям). Сектор закрасим яркими красками, с постепенным переходом (отмывкой) от оранжевато-желтого к красно-оранжевому в направлении от центра к краю круга. На выступе круга б -б, расположенном против сектора, сделаем посредине продольную черту и нарисуем обозначение Солнца, а самый выступ заштрихуем красным карандашом.
Накладной круг, приложенный к подвижной звездной карте, вырежем по его внешнему краю и наклеим на лист плотной чертежной бумаги. К кругу пририсуем четыре выступа, как показано на рис. 5 (в -в), и образовавшуюся фигуру вырежем (по сплошным линиям). Наконец, вырежем отверстие ЮВСЗ соответственно широте места.
По чертежу, рис. 5 (г -г), изготовляется из плотного картона часть, служащая основой для крепления всех остальных частей пособия. Схема сборки пособия представлена на рис. 5. Как видим, круги а -а и б -б получают возможность вращаться независимо один от другого.
При вращении круга б -б относительно карты а -а раскрашенный сектор будет поочередно попадать под маленькие отверстия, пробитые в звездной карте по эклиптике. Отверстия поочередно будут видимы как маленькие ярко окрашенные кружочки на белом фоне звездной карты. Этим условным способом и будут представлены различные положения Солнца на эклиптике.
На основании большого опыта работы с учащимися десятых классов можно рекомендовать проводить демонстрации этого пособия следующим образом.
Пособие надо держать в левой руке за один из боковых выступов детали г -г, чтобы вырез горизонта в накладном круге в -в был расположен точкой востока В влево, а точкой запада 3 -вправо. Круг б -б поворачиваем выступом "Солнце" вверх и удерживаем в этом положении, прижимая большим пальцем левой руки один из "пустых" выступов, оказавшийся слева. Раскрашенный сектор при этом расположится вверху, так что окажется целиком вне площади, охватываемой вырезом ВСЗЮ в накладном круге в -в; ни одно из отверстий, пробитых в карте по эклиптике, не может быть видимо в вырезе ВСЗЮ как окрашенный кружок. В этом положении круга б-б пособием можно пользоваться как обычной подвижной звездной картой: при ее вращении цветной кружок не появляется - "Солнце" не видно.
Начинать работу с пособием нужно именно при таком положении круга б-б (т. е. удерживая его выступом "Солнце" кверху). Вводные объяснения к пособию даются те же, что и к обычной подвижной звездной карте, после чего переходим к демонстрациям, связанным с Солнцем. Поворачиваем звездную карту до совпадения её выступа В ("весна") с выступом круга б -б, отмеченным знаком "Солнца". При этом "Солнце" появится в том из маленьких отверстий в карте, которое пробито в точке весеннего равноденствия. "Солнце", однако, пока еще не будет видимо, так как оно находится вне выреза ВСЗЮ (выступы В и "Солнце"-оба совмещены вверху пособия). Теперь за совпадающие выступы В и "Солнце" вращаем совместно и звездную карту и круг б -б против часовой стрелки. Когда этому помешает боковой выступ и -и (рис. 5, г -г), вращение можно продолжать за какой-нибудь "пустой" выступ круга б -б и совпадающий с ним один из выступов карты а -а. Только для этого, собственно, и служат "пустые" выступы круга б -б. Скоро "Солнце" появится на горизонте, как раз в точке востока В, затем, описывая суточную дугу, дойдет до меридиана и т. д.
Чтобы начать показ годичного движения "Солнца", приведем его в положение, соответствующее примерно 17 часам. Большим пальцем левой руки прижмем к боковине и -и один из выступов круга а -а (не совпадающий с каким-либо из выступов круга б -б). Этим мы фиксируем положение круга а -а, лишив его возможности вращаться. Медленно поворачиваем по часовой стрелке один только круг б -б за один из его выступов. Вскоре мы увидим, что "Солнце" исчезло из отверстия, пробитого в точке весеннего равноденствия, и появилось в соседнем слева отверстии, соответствующем приблизительно 21 апреля. Двигая далее круг б-б, заставим "Солнце" появиться в отверстии, соответствующем 22 мая, и т. д. Этим условным образом в нашем пособии изображается годичное движение Солнца по эклиптике. Обращаем внимание учащихся на то, что годичное движение происходит в сторону, противоположную суточному, и что оно из года в год совершается по одной и той же линии, называемой эклиптикой.
С помощью описываемого пособия можно достаточно наглядно иллюстрировать изменение полуденной высоты Солнца в течение года. Для этого поворачиваем круг б-б выступом "Солнце" вниз и фиксируем его в этом положении, прижимая один из его "пустых" выступов большим пальцем левой руки. Звездную карту а -а вращаем за выступы против часовой стрелки. Маленькие отверстия, пробитые в звездной карте вдоль эклиптики, будут последовательно проходить через меридиан над цветным сектором на круге б -б, вследствие чего около меридиана они будут приобретать вид окрашенных кружочков. Мы увидим как бы ряд прохождений Солнца через меридиан, относящихся к двенадцати датам, равномерно распределенным по всему году. Начинать эту демонстрацию удобно с прохождения, соответствующего 21 февраля (за месяц до весеннего равноденствия). Мы наглядно увидим, как полуденная высота нашего "Солнца" постепенно возрастает, сначала быстро, а затем все медленнее, пока не достигнет наибольшего значения. Здесь происходит как бы "остановка" в возрастании полуденной высоты "Солнца" -это помогает наглядно пояснить происхождение термина "солнцестояние". Мы наблюдаем затем, как полуденная высота "Солнца" начинает убывать, медленно, быстрее, затем опять медленно, покуда не происходит следующее, зимнее солнцестояние и т. д. При этом меняется и цвет нашего "Солнца" соответственно его полуденной высоте, от оранжевато-желтого летом к красно-оранжевому зимой. Это происходит благодаря соответствующей раскраске цветного сектора на круге б -б.
Теперь можно перейти к связи между положением Солнца на эклиптике и видимостью тех или иных созвездий. Приведем пособие в положение, соответствующее, например, полудню весеннего равноденствия. Для этого совместим выступ В круга а -аи выступ "Солнце" круга б-б с отметкой 12 на часовой шкале накладного круга в -в. Конечно, те созвездия, которые в данный момент находятся над горизонтом вместе с Солнцем, не могут быть видимы. Напоминаем об этом учащимся и вместе с ними отыскиваем на карте основные из таких созвездий. Затем суточным движением поворачиваем оба круга а -а и б -б и устанавливаем их на отметку О на часовой шкале (полночь), "Солнце" скрывается, но совмещенные выступы В и "Солнце" обоих кругов, окрашенные в красный цвет, позволяют наглядно представить себе, где находится невидимое Солнце в указанный момент -под горизонтом, в нижней кульминации. Над горизонтом оказываются созвездия той полусферы неба, которая противоположна Солнцу. Смотрим по карте, какие основные созвездия видимы в этот момент, т. е. в полночь и в день весеннего равноденствия. То же проделаем последовательно для моментов летнего солнцестояния, осеннего равноденствия и зимнего солнцестояния.
При некотором опыте обращения с пособием все описываемые здесь демонстрации вместе с объяснениями занимают не более 15-20 минут и могут явиться хорошим способом повторения и закрепления пройденного учебного материала.
| << Предыдущая |
|
Публикации с ключевыми словами:
преподавание астрономии - школьный курс астрономии - практические работы - методика преподавания - методические материалы
Публикации со словами: преподавание астрономии - школьный курс астрономии - практические работы - методика преподавания - методические материалы | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
