Кузнецова Алина Валентиновна

Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение (Для уроков астрономии в старших классах и СПО)

Материал опубликован 26 May 2018 в группе

Учителя физики

1255

9464

План-конспект урока.

Учебная дисциплина: астрономия.

Тема: «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение».

Цели:

образовательная: формирование представлений об образовании гелия во Вселенной, объяснение причины возникновения реликтового излучения;

развивающая: развитие логического мышления путём систематизации фактов, развитие наблюдательности, формирование мировоззрения, развитие познавательной активности, умений делать выводы, применять полученные знания для объяснения явлений;

воспитательная: развитие коммуникационных компетенций, развитие умение говорить и слушать других, формирование мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира.

Задачи:

- объяснение образования гелия с использования модели горячей Вселенной;

- объяснение возникновения реликтового излучения, как доказательство теории Большого взрыва

- развитие умения решать учебные задачи;

- мотивация на продуктивную учебную деятельность.

Форма: изучение нового материала.

Используемые пособия: Чаругин Виктор Максимович Астрономия 10—11 классы. Учебное пособие для общеобразовательных организаций. Базовый уровень.

Используемое оборудование: тематические таблицы

Технологическая карта занятия:

Этапы занятия	Планируемый результат (задача)	Деятельность педагога		Деятельность обучающихся		Формируемые компетенции	Вре-мя этапа
Этапы занятия	Планируемый результат (задача)	Выполняемые действия	Средства обучения	Выполняемые действия	Продукт деятельности	Формируемые компетенции	Вре-мя этапа
1. Мотиваци-онный	Мотивация на изучение нового материала	Вступительное слово: общие представления о физических условиях на ранних стадиях расширения Вселенной можно получить из анализа химического состава вещества	-	Восприятие информации.	Готовность к изучению нового материала	Эмоционально- психоло-гические	2 мин.
2.Освоение новых знаний	Формирование представлений о возникновении гелия и реликтового излучения во Вселенной	Лекция: Естественно предположить, что до образования звёзд вещество состояло из простейшего химического элемента — водорода. Поэтому первые звёзды, сформировавшиеся из этого вещества, были чисто водородными. При термоядерных реакциях в недрах звёзд образовывался гелий. В термоядерных реакциях синтеза гелия 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 1038ядер атомов гелия, или 6,7 · 1011 кг гелия. Полагая, что возраст Галактики близок к возрасту Вселенной: 1,3 ·1010 лет = 3,9 · 1017 с можно подсчитать массу гелия 2,6 · 1040 кг, что существенно меньше наблюдаемой массы гелия. Исходя из этого астрофизик Г.А. Гамов пришёл к выводу, что основная масса гелия образовалась не в звёздах, а на ранних стадиях расширения Вселенной. Образование гелия в термоядерных реакциях возможно лишь при температуре свыше нескольких миллионов кельвинов, то на ранних этапах расширения Вселенная была не только плотной, но и горячей. Поэтому принятая в настоящее время модель расширяющейся Вселенной получила название модели «горячей» Вселенной. Итак, на ранних этапах рас- ширения вещество Вселенной имело огромную плотность и очень высокую температуру. Было также излучение, которое находилось в равновесии с веществом. По мере расширения температура вещества уменьшалась и, следовательно, уменьшалась температура теплового излучения, которая к настоящему времени должна была сни- зиться до 3 К (–270 °С). Это предсказание современной космологии подтвер- дилось открытием в 1965 г. микроволнового излучения, максимум которого приходится на длину волны λmax = 1 мм, что согласно закону смещения Вина соответствует температуре излучения Т = 2,7 К. Как показали наблюдения, это излучение не связано ни с одним из известных небесных тел или их систем. Оно равномерно заполняет видимую Вселенную, т. е. ха- рактеризует горячее и сверхплотное состояние вещества в начале расширения. Поэтому это излучение получило название реликтового излучения, т. е. оставшегося от ранних этапов эволюции Вселенной.	Тематические таблицы	Восприятие информации.	Представления о возникновении гелия и реликтового излучения во Вселенной	Регулятивные	25 мин.
3. Выполнение практи-ческого задания	Развитие умения решения учебных задач	Организация практикума по решению задачи: полагая, что радиус Вселенной возрастает в зависимости от времени, оцените, когда во Вселенной стали образовываться галактики (время, когда галактики касались друг друга).	Раздаточный материал	Перевод текста задач в краткую запись, выбор соответствующих формул, проведение математи-ческих действий, оценка результата решения задачи	Представление решения задачи	Социальные, аналитические, самосовер-шенствования	15 мин.
4. Рефлек-сивный	Анализ результатов учебной деятельности	Подведение итогов: Вселенная в прошлом была плотной и горячей на- столько, что в ней шли термоядерные реакции синтеза гелия из водорода, именно по этой причине сейчас основная масса вещества состоит из водорода и гелия. Реликтовое излучения является излучением, которое осталось от горячего состояния вещества в начале рас- ширения Вселенной. Домашнее задание: 1)Объясните, почему современная модель расширяющейся Вселенной названа моделью горячей Вселенной. 2)Объясните, что такое реликтовое излучение, в чём заключается причина его возникновения.	-	Участие в обсуждении учебной деятельности: что узнали нового, возникшие проблемы и т.п.	Самооценка учебной деятельности	Самосовер-шенствования	3 мин.

План-конспект урока
DOC / 44 Кб