Солнце. Солнечная система Внеклассное мероприятие

Солнце. Солнечная система
Внеклассное мероприятие: заседание «Ученого Совета», защита проектов
Цели: познакомить учащихся с материалами астрономии: Солнцем и Солнечной
системой, солнечной атмосферой, с различными гипотезами происхождения Солнечной
системы; дать оценку исследовательской работе учащихся и их проектной
деятельности по заданной теме.
Оборудование: интерактивная доска: рисунки Солнца; тепловые пояса Земли;
внутреннее строение Солнца; расчёт условий в недрах Солнца; диаграмма химического
состава Солнца; изменение вида солнечной короны.
Ход мероприятия
Ведущий. Вступительное слово:
Солнечная система – это, прежде всего Солнце и девять больших планет, к числу
которых относится и Земля. Кроме больших и малых планет вокруг Солнца движутся
также тела размером в десятки и сотни метров, глыбы и камни, множество мелких
камешков и пылинок.
Движением больших и малых тел Солнечной системы управляет Солнце, масса
которого в 333000 раз превышает массу Земли и в 750 раз суммарную массу всех планет.
Путь к пониманию положения нашей планеты и живущего на ней человечества во
Вселенной был очень непростым и подчас весьма драматичным. Вспомним такие имена:
Пифагор, Демокрит, Аристотель, Птолемей, Галилей, Коперник, Кеплер, Бруно…
Вопросами изучения движения, строения, происхождения и развития небесных тел и
их систем занимается наука АСТРОНОМИЯ. Человека всегда интересовал вопрос о том,
как устроен окружающий мир, и какое место он в нём занимает. Сегодня мы попробуем
приоткрыть завесу неизвестного и поближе познакомиться с Солнцем.
Раздел 1. О СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ
1 УЧЕНИК:
«Владыка пищи, отец и мать людей» - так называли Солнце египтяне. Они строили в
его честь храмы, приносили ему жертвы. Сохранился памятник старины, на котором
солнечные лучи изображены в виде длинных рук, творящих всё сущее на Земле. В одном
из гимнов так воспевалось Солнце:
Восходишь – всё оживает.
Заходишь – и всё умирает.
Ты жизни мерило и первопричина его.
Солнце – основа жизни на Земле. Трудно поверить, что звёзды, которые видны только
ночью, и Солнце одинаковы. Солнце – тоже звезда, самая ближайшая к Земле. Это
гигантский пылающий газовый шар.
В древности Солнце было предметом не просто поклонения. Люди внимательно
следили за светилом и понимали, что смена времен года и урожаи на полях зависят от
Солнца.
Солнце – источник энергии для всех процессов, происходящих на поверхности Земли.
Учёные подсчитали, что только за полгода Солнце поставляет на Землю энергию
равную той, которая заключена во всех запасах минерального топлива на нашей планете.
Без энергии солнечных лучей не было бы на Земле жизни. Используя энергию
солнечного света, растения из углекислого газа и воды создают органические вещества,
которые служат основой для развития всего живого на Земле. Благодаря теплу солнечных
лучей испаряется вода из океанов, морей, озёр, рек. Затем собирается в виде облаков,
чтобы вернуться на Землю дождём.
Ведущий:
Солнечная система. Солнечная система состоит из Солнца, вращающегося вокруг
него планет ( в переводе с древнегреческого «планета»- означает блуждаю),
естественных спутников этих планет, астероидов – малых планет, бесчисленных
метеоритов и комет. Вся Солнечная система, в свою очередь, - часть другой большой
системы, называемой Галактикой. Она включает миллионы и миллионы звёзд, многие из
которых значительно больше Солнца и имеют свои системы планет, похожие на Солнце.
2 УЧЕНИК:
Расположение нашей планеты в Солнечной системе благоприятно для существования
жизни. Но не везде на Земле климатические условия одинаковые. Как вам известно, ось
вращения Земли наклонена, из-за чего территория от экватора до полюсов при движении
нашей планеты по орбите получают разное количество солнечного тепла. Высота Солнца
над горизонтом, а следовательно, и количество поступающего к земной поверхности
тепла убывает от экватора к полюсам.
С марта по сентябрь к Солнцу наклонено Северное полушарие, значит, в это время оно
получает больше солнечного тепла. В этот период все воздушные массы смещаются к
северу, а вслед за ними смещаются границы всех четырёх основных климатических
поясов.
С сентября по март ситуация меняется: больше солнечного тепла получает Южное
полушарие, поэтому границы всех основных климатических поясов смещаются к югу.
Земля – единственная известная учёным обитаемая планета. Сейчас на Земле живёт
несколько миллионов видов живых существ – грибов, растений, животных и
микроорганизмов. Они очень отличаются друг от друга: и по внешнему виду, и по
размерам, и по условиям обитания. На нашей планете живут и невидимые без микроскопа
бактерии и гигантские голубые киты, достигающие в длину 30 м. Жизнь обнаружена в
глубочайших океанских впадинах и на больших высотах в стратосфере.
Для существования живым организмам необходимы свет, тепло, влага и питательные
вещества. В течение года по сезонам изменяется освещение и нагревание Северного и
Южного полушарий Земли.
3 УЧЕНИК:
Земля – третья в порядке удаленности от Солнца планета, имеющая один спутник –
Луну и принадлежащая к планетам земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс).
Средняя плотность каждой из них значительно превышает плотность воды; они
окружены сравнительно разреженными атмосферами; имеют мало или совсем не имеют
спутников и близки к Солнцу. Как и все планеты Солнечной системы, включая
астероиды, Земля обращается вокруг Солнца в одном и том же направлении, а её орбита,
как и орбиты других планет, лежит в одной плоскости, которая называется плоскостью
эклиптики. Среднее расстояние от Земли до Солнца (1 астрономическая единица – а.с.)
150 000 000 км. Возраст Солнца 6 млрд. лет.
Раздел 2. КАК МОГЛА ВОЗНИКНУТЬ НАША ПЛАНЕТА
Ведущий: Американский астроном Хэрлоу Шепли насчитал 14 гипотез о том, как
могла возникнуть наша планета. Представим себе, что мы присутствуем на дискуссии, в
которой принимают участие некоторые из авторов этих гипотез.
- Первоначально был хаос. В огромной рассеянной туманности из пылинок,
находящихся в хаотическом движении, стали образовываться при их столкновении
всевозможные твердые частицы. Из них формировались космические тела! Сначала –
Солнце, а несколько позже – планеты! – открыл прения немецкий философ ХУ111 в.
Иммануил Кант (1755 г.)
- Не совсем так, - поправил его французский математик и астроном Пьер Симон
Лаплас (1795 г.) - Первичная туманность с самого начала медленно вращалась.
Первоначально она была горячей, но по мере охлаждения сжималась, а скорость ее
вращения росла. В результате она приняла приплюснутую форму и в конечном счете
расслоилась на кольца, из которых впоследствии образовались планеты. Уплотнившаяся
центральная часть туманности превратилась в звезду – Солнце, снабжавшее ближайшие
планеты светом и теплом.
- Я утверждаю, - вмешался английский физик и астроном Джеймс Джинс (1916 г) - что
своим рождением Земля обязана Солнцу. Да, Солнцу! И, кроме того, случайно
прошедшей мимо него звезде. Произошла катастрофа. Чужая звезда своим мощным
притяжением вырвала у Солнца клочок вещества, из которого и образовались,
постепенно уплотняясь, планеты.
- Согласен, что Солнце, - вступил в спор русский учёный О.Ю.Шмидт (1944 г) Солнце – виновник образования планет. Только всё происходило иначе. Солнце при
своём вращении вокруг оси Галактики несколько миллиардов лет назад прошло сквозь
облако космической пыли и увлекло за собой силой притяжения часть этого облака,
оказавшись в дальнейшем внутри этого обширного роя твёрдых частиц, которые
вращались вокруг него по эллиптическим орбитам. Пылинки и твёрдые тела, кружившие
вокруг Солнца, сталкивались друг с другом и при столкновении теряли часть своей
кинетической энергии. Сначала это привело к уплотнению роя частиц, а когда плотность
роя достигла значительной величины, частицы начали слипаться и образовывать
сгущения. Сгущения неоднократно распадались и вновь восстанавливались, но
постепенно все же увеличивались в размерах и в конце концов сложились в планеты.
Каждая планета захватывала часть космической пыли, из которой образовались спутники.
Холодные вначале планеты разогревались под действием радиоактивных элементов,
которые собирались в наружных слоях, постепенно прогревая внутренность планетного
шара.
-- Совершенно верно, я тоже считаю, что огромную роль в возникновении Солнечной
системы сыграла газово-пылевая туманность, - согласился академик В.Г Фесенков. –
Только она не была захвачена Солнцем. Просто Солнце и планеты образовались из
одного и того же облака. Сначала образовалось Солнце. Из остатков пыли и газа
образовались планеты. Только рождение происходило по-разному. На большом
расстоянии друг от друга и от Солнца, где было больше лёгких газов и гелия, возникли
планеты-гиганты. Ближе к Солнцу, постепенно уплотняясь и теряя водородно-гелевую
атмосферу, появились планеты земной группы, и среди них – двойная планета ЗемляЛуна.
-Да, согласен. Действительно, на орбите Земли образовалась, в сущности, двойная
планета Земля-Луна, - вступил в диспут автор учебника «Общее землеведение», учёный
Л.П. Шубаев. – Я всегда стараюсь объяснить учащимся и студентам, как и почему это
могло произойти. Луна хотя и является спутником, но относительно Земли довольно
велика (только в 81 раз меньше) и находится на столь близком расстоянии (384 400 км),
что фактически образует с нею систему двух планет. Это произошло потому, что в этой
части газово-пылевого облака была такая большая масса материи и так велик
вращательный момент, что сосредоточение всего вещества произошло сразу в двух
центрах.Центр конденсации- Луна – взял на себя избыток вращательного момента и этим
обеспечил устойчивость Земли, иначе она не могла бы отвердеть как единое тело. В
дальнейшем эволюция двойной планеты Земля-Луна шла в направлении замедления
вращения и взаимного удаления.
- Началом начал, - высказал своё мнение учёный, В.И Попов, - был всё тот же
межзвёздный газ, протоматерия, породившая сначала сгущение – протосолнце. Из
рассеянных повсюду частиц возник диск, потом в нём появилось уплотнение – зародыш
будущей звезды. Причиной тому послужили электромагнитные поля. В уплотнённом
центре туманного диска нарастали температура и давление, затем начались термоядерные
реакции. Началась бурная жизнь новорожденной звезды. Солнце бурлило, и 5 млрд лет
назад выбросило в космос куски своего вещества. Появились протопланеты, и в их числе
– Земля, расслоившаяся позднее на мантию и ядро.
- Согласно современным представлениям, - уточнили авторы книги «Мир Географии», Солнечная система образовалась из облака разреженного газа и пыли, которое состояло в
основном из сгущений водорода. Внешним импульсом, который вывел облако из
равновесного состояния и обусловил начало интенсивной конденсации, был гигантский
взрыв сверхновой звезды, находившейся в непосредственной близости (конечно по
астрономическим меркам). При подобных взрывах во Вселенной происходит синтез
атомов тяжёлых радиоактивных элементов, в том числе урана и тория. Постепенно
гравитационные силы вызвали сжатие облака. Продолжая медленно сжиматься, Солнце
достигло примерно современной величины. Затем Солнечная система приобрела своё
современное строение
Завершая эту необычную дискуссию, академик Б.В. Ляпунов высказался так:
«Хотя иные из этих гипотез объясняют очень многое, однако ни одна, даже самая
лучшая из них, не может дать ответ на вопрос о том, как же в действительности
могла возникнуть наша планета».
Раздел 3. СОЛНЦЕ – ОСНОВНОЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ ПРОЦЕССОВ НА
ЗЕМЛЕ.
4 УЧЕНИК: Земля получает определенное количество радиационной энергии от
космических лучей из Вселенной. Однако главным источником энергии была и
остаётся солнечная радиация: тепловая, световая, электромагнитная. Учёный
Ал.
Чижевский кратко и точно определил значение Солнца для Земли: «Излучение
Солнца является главным возбудителем жизнедеятельности Земли, а жизнь на
Земле обязана, главным образом, солнечному лучу».
Солнце причастно и к происхождению таких видов источников энергии, как
поглотившие солнечные лучи, накопившие и сохранившие их каменный уголь,
нефть, торф. Энергия солнечного луча используется на построение растительной
массы, в почве – для накопления запасов органических веществ, что обеспечивает
жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. Благодаря Солнцу
осуществляются кругообороты веществ воды, воздуха в биосфере, и ими
управляет Солнце.
Солнце по сравнению с другими звёздами по размерам и светимости
относится к средним и принадлежит к классу жёлтых звёзд. Это раскалённый
шар, состоящий, в основном, из газов – водорода и гелия. На Солнце по лучевому
спектру обнаружены все элементы таблицы Менделеева. Средняя плотность его
1,41 г/см3. На поверхности температура около 6000*С. У более горячих так
называемых белых звёзд (например, Сириус) температура на поверхности 15-20
тысяч градусов С. Диаметр Солнца в 10,91 раза больше диаметра Земли. Свет от
Солнца до Земли проходит за 8 минут 18 секунд.
Источником энергии на Солнце являются термоядерные процессы. С
глубиной температура повышается до 15-20 млн. градусов. Непрерывно
происходят процессы распада, превращение одних элементов в другие (например,
водорода - в гелий). Молекулы и атомы некоторых веществ ионизированы,
происходит процесс отрыва электронов, т.е. они переходят в плазменное
состояние. Выделяется энергия, которая поступает к границам атмосферы
Земли. Наибольшую и постоянную часть излучения Солнца составляют световые
и инфракрасные лучи горячей солнечной плазмы. До Земли доходит лишь одна
двухмиллиардная часть излучаемой Солнцем ядерной электромагнитной энергии.
Тем не менее, такое количество настолько велико, что не позволяет остыть
Земле, которая постоянно отдаёт часть энергии в космическое пространство.
Солнце, как и планеты, вращается вокруг своей оси, причём скорость
вращения его частей разная: экваториальные делают оборот за 25 земных суток, а
у полюсов – за 30 суток.
5 УЧЕНИК: Солнечная атмосфера состоит из трёх оболочек. Основная нижняя
часть атмосферы – фотосфера (ослепительно светящаяся оболочка) - слой
непрозрачного газа толщиной до 300 километров, в которую поступает из центра
Солнца энергия и излучается в пространство. Температура в ней понижается от
5000*С до минимальной – 4500*С, уменьшается и плотность.
В фотосфере часто появляются солнечные пятна – тёмные образования,
относительно холодные (на 1-2 тыс. градусов ниже обычной температуры сферы),
поэтому на ярком фоне Солнца кажутся углублениями. Они возникают группами,
отличаются сильным магнитным полем и сохраняются от нескольких часов до
нескольких месяцев. Когда число пятен увеличивается, на Земле происходят магнитные
бури, т.е. возмущения в магнитном поле Земли. Тёмные пятна окружены яркими,
достаточно устойчивыми волокнистыми образованиями – фотосферными факелами,
температура в них выше температуры в фотосфере. Они занимают большую площадь,
чем пятна.
Выше фотосферы располагается хромосфера – до 1400 км, она прозрачна. Для
неё характерно такое проявление солнечной активности, как яркие вспышки, внезапно
появляющиеся и медленно ослабевающие. Во время вспышки усиливается
рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, выбрасываются частицы солнечного
вещества – корпускулы.
Внешний слой солнечной атмосферы не имеет определённых границ. Это корона,
состоящая из раскалённой плазмы, которая поступает из более глубоких слоёв Солнца.
Иногда на краю солнечного диска можно видеть огненные светящиеся фонтаны или
облака, выброшенные на высоту нескольких десятков и даже сотен тысяч километров –
протуберанцы. Из короны непрерывно в космическое пространство направляются
потоки корпускул и плазмы. Этот солнечный ветер перемещается с большой скоростью –
от 300 до 810 км/с. Благодаря систематическим наблюдением за Солнцем, обнаружено,
что оно в результате излучения теряет 4 млн. тонн вещества в секунду и уменьшается в
размерах. Однако подсчитано, что даже при таких темпах его хватит на 2 х 10 в 13
степени лет.
Корону Солнца трудно увидеть, она хорошо видна лишь во время полных
солнечных затмений, когда Луна становится между Солнцем и Землёй и целиком
закрывает от нас яркую поверхность самого Солнца.
Солнечные оболочки находятся в состоянии постоянных изменений. В связи с
солнечной активностью непрерывно меняется интенсивность и качественный состав
радиации. Солнечные пятна, факелы, вспышки, магнитные бури, изменения в
ультрафиолетовой радиации влияют на природные процессы поверхности Земли, на
атмосферные явления, на процессы, происходящие в органическом мире и др. От них
зависит самочувствие человека, его здоровье.
Для изучения Солнца, его активности организованы систематические наблюдения
во многих странах. Учёные установили, что активность проявляется через определённые
интервалы; средний период её изменений равен 11 годам.
Распределение солнечной энергии по поверхности Земли зависит от её формы,
массы и главных, влияющих на процессы движений (вращения вокруг оси и движения
вокруг Солнца), а также от взаимодействия с другими небесными телами. Одновременно с осевым вращением Земля движется по орбите вокруг Солнца. Орбита имеет
форму эллипса. При этом Солнце находится в одном из фокусов эллипса, и расстояние
между Землёй и Солнцем меняется в течение года. Расстояние между фокусами орбиты
невелико, и орбита мало отличается от круга. При средней скорости 29,8 км/с Земля
проходит всю орбиту в 940 млн. км за 5 часов 48 минут 46 секунд.
Время полного оборота Земли вокруг Солнца называют ЗВЁЗДНЫМ ГОДОМ.
Важнейшим следствием вращения Земли вокруг Солнца и неизменного наклона её оси
является смена времён года. В течение года по сезонам изменяется освещение и
нагревание Северного и Южного полушария Земли.
Ведущий:
Солнечные оболочки находятся в состоянии постоянных изменений. В связи с
солнечной активностью непрерывно меняется интенсивность и качественный состав
радиации. Солнечные пятна, факелы, вспышки, магнитные бури. И изменения в
ультрафиолетовой радиации влияют на природные процессы поверхности Земли, на
атмосферные явления, на процессы, происходящие в органическом мире и др. От них
зависит самочувствие человека, его здоровье.
Для изучения Солнца, его активности организованы систематические наблюдения
во многих странах. Учёные установили, что активность проявляется через определённые
интервалы; средний период изменений равен 11 годам.
Распределение солнечной энергии по поверхности Земли зависит от её формы, массы
и главных, влияющих на процессы движений (вращения вокруг оси и движения вокруг
Солнца), а также от взаимодействия с другими небесными телами.
Раздел 5. ЗАЩИТА ПРОЕКТОВ
Тематика проектов: «Энергия и температура Солнца»
«Состав и строение Солнца»
«Атмосфера Солнца»
«Солнечная активность»
«Влияние Солнца на здоровье людей»
Учитель подводит итоги работы над проектом «Солнце. Солнечная система», благодарит
всех за работу.