Temat

Obserwujemy niebo wieczorne

Etap edukacyjny

Trzeci

Podstawa programowa

III. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:

4) opisuje budowę Układu Słonecznego i jego miejsce w Galaktyce; posługuje się pojęciami jednostki astronomicznej i roku świetlnego.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Opisuje obiekty widziane podczas obserwacji nocnego nieba.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Wyjaśnia, czym jest gwiazdozbiór.

2. Znajduje Gwiazdę Północną na nocnym niebie.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- wyjaśnia, jakie obiekty są widoczne na nocnym niebie,

- opisuje różne gwiazdozbiory.

Metody kształcenia

1. Dyskusja.

2. Analiza tekstu.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca grupowa.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Uczniowie omawiają, jakie obiekty są widoczne podczas obserwacji nocnego nieba. Zapisują nazwy obiektów na tablicy.

Jakie obiekty widzimy na nocnym niebie?

Realizacja lekcji

Nauczyciel wprowadza pewne pojęcia pomocne w obserwacji nocnego nieba.

Obserwacja nocnego nieba może stać się interesującym zajęciem. Początkowo nie jest potrzebny żaden przyrząd do obserwacji nieba, tylko wiedza na temat układów gwiazdozbiorów. Proste obserwacje astronomiczne są dostępne dla każdego – potrzebne jest tylko czyste, ciemne niebo – bezchmurne i z dala od świateł miasta.

Obrót Ziemi wokół własnej osi powoduje, że widzimy obiekty nieba pozornie poruszające się ze wschodu na zachód. Ruch Ziemi wokół Słońca powoduje, że na niebie w każdej porze roku pojawiają się różne gwiazdozbiory.

Sfera niebieska:
Sfera niebieska to pozorna kula o bardzo dużym promieniu, z Ziemią znajdującą się w jej środku.

Sfera ma biegun północny i biegun południowy leżący w tej samej linii co bieguny Ziemi.

Istnieją dwie współrzędne do określania położenia na niebie: rektascensja jest odpowiednikiem ziemskiej długości geograficznej, a deklinacja  szerokości geograficznej.

Równik niebieski leży w tej samej płaszczyźnie co równik Ziemi.

[Ilustracja 1]

Obiekty na nocnym niebie:
Na nocnym niebie widoczne są gwiazdy i planety. W tabeli podsumowano główne różnice między gwiazdami a planetami.

[Tabela 1]

Gwiazdozbiory:
Istnieje 88 znanych gwiazdozbiorów, których niektóre nazwy pochodzą z czasów prehistorycznych. We współczesnej astronomii gwiazdozbiorów nie są rozważane od strony mitologicznej, lecz wyłącznie praktycznej.

Definicja:
Gwiazdozbiór - gwiazdozbiór to grupa gwiazd, która zajmuje pewien obszar na sferze niebieskiej.

Z powodu obrotu Ziemi i nachylenia jej osi względem Słońca, gwiazdy i gwiazdozbiory dzielą się na dwie kategorie. Te gwiazdy i gwiazdozbiory, które nigdy nie zachodzą poniżej horyzontu, nazywa się „okołobiegunowymi”. Pozostałe obiekty są podzielone na gwiazdy i gwiazdozbiory letnie lub zimowe.

Definicja:
Gwiazdozbiór okołobiegunowy – gwiazdozbiór okołobiegunowy to gwiazdozbiór, który dla obserwatora na Ziemi nigdy nie zachodzi poniżej horyzontu.

Gwiazdozbiory okołobiegunowe widziane na półkuli północnej w Polsce to: Cefeusz, Kasjopeja, Mała Niedźwiedzica, Smok, Wielka Niedźwiedzica i Żyrafa.

Gwiazdozbiory letnie i zimowe przemieszczają się na niebie o 90 stopni co trzy miesiące. Gwiazdozbiory okołobiegunowe widoczne wyłącznie na półkuli północnej lub południowej również zmieniają położenie w różnych porach roku.

Projekcja gwiazd na powierzchni sfery niebieskiej:
Dla obserwatora na Ziemi ciała niebieskie wydają się znajdować w stałej odległości na powierzchni sfery niebieskiej. Ale to, co obserwujemy, jest tylko projekcją na sferę niebieską, niezależną od ich rzeczywistej odległości.

[Grafika interaktywna]

Jasność gwiazd:
Gwiazdy w gwiazdozbiorze są zwykle oznaczane za pomocą greckich liter w kolejności ich jasności. Najjaśniejsza gwiazda jest oznaczona przez α, następna w kolejności przez β i tak dalej.

Polecenie 1

Kasjopeja jest jednym z najbardziej rozpoznawalnych gwiazdozbiorów na nocnym niebie. Jest to gwiazdozbiór okołobiegunowy, który można obserwować przez cały rok na północnej półkuli. Sprawdź, jak nazywają się gwiazdy należące do tego gwiazdozbioru i uporządkuj je w kolejności zmniejszającej się jasności. Użyj dowolnej mapy nieba dostępnej w internecie.

[Ilustracja 2]

Gwiazda Polarna:

Gwiazda Polarna (z łaciny, Polaris - biegun) jest najjaśniejszą gwiazdą w gwiazdozbiorze Małej Niedźwiedzicy. Jest oddalona o około 430 lat świetlnych od Ziemi. Rok świetlny to droga jaką światło przebywa (w próżni) w ciągu roku ziemskiego. Gwiazda Polarna, potocznie nazywana również Gwiazdą Północną, jest położona bardzo blisko północnego bieguna niebieskiego.

Jeśli spojrzysz na zdjęcie zrobione z długim czasem naświetlania, możesz zobaczyć, że tory gwiazd koncentrują się wokół wspólnego środka. Znajduje się tam - blisko środka, w granicach 1° od bieguna - prawie nieruchomy jaśniejszy punkt - Gwiazda Polarna.

[Ilustracja 3]

Polecenie 2

Powszechnie uważa się, że Gwiazda Polarna jest najjaśniejszą gwiazdą na nocnym niebie. W rzeczywistości znajduje się na około 50‑tym miejscu wśród najjaśniejszych gwiazd. Natomiast można ją łatwo znaleźć. Możesz użyć zamieszczonego tutaj zdjęcia lub spróbować znaleźć ją bezpośrednio na nocnym niebie.

Aby zlokalizować Gwiazdę Polarną, musisz znaleźć układ Wielkiego Wozu w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy i dwie jej gwiazdy: Dubhe i Merak. Te dwie gwiazdy tworzą tylną oś Wielkiego Wozu. Odcinek między nimi przedłuż  około pięć razy i znajdź jasną gwiazdę. Ta gwiazda to Gwiazda Polarna. Zaczynając od niej możesz również znaleźć gwiazdozbiór Małej Niedźwiedzicy.

[Ilustracja 4]

Rozwiązanie:

[Ilustracja 5]

Podsumowanie lekcji

Sfera niebieska to pozorna kula o bardzo dużym promieniu, z Ziemią znajdującą się w jej środku. Na nocnym niebie obserwujemy głównie planety i gwiazdy, które są pogrupowane w gwiazdozbiory.