Curs de astronomie pentru profesorii de ! Curs de astronomie pentru profesorii de !tiin"e Re"eaua de

download Curs de astronomie pentru profesorii de ! Curs de astronomie pentru profesorii de !tiin"e Re"eaua de

If you can't read please download the document

  • date post

    31-Jan-2021
  • Category

    Documents

  • view

    0
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Curs de astronomie pentru profesorii de ! Curs de astronomie pentru profesorii de !tiin"e Re"eaua de

  • 14 pași spre Univers

    Curs de astronomie pentru profesorii de științe

    Rețeaua de educație astronomică în școli NASE

    Uniunea Astronomică Internațională UAI

    Editori: Rosa M. Ros și Magda Stavinschi

  • Prima ediție: august 2014

    ©: NASE 2014

    ©: Francis Berthomieu, Alexandre da Costa, Susana Deustua, Julieta Fierro, Beatriz García, Mary Kay He- menway, Ricardo Moreno, Jay M. Pasacho' , John Per- cy, Rosa M. Ros, Magda Stavinschi, 2012 por el texto

    Editori: Rosa M. Ros & Magda Stavinschi

    Gra) ca: Maria Vidal

    Imptimat în UE

    ISBN: 978-84-940453-0-1

    Imprime: Antares

  • Cuprins

    Introducere 5

    Evoluția stelelor 6

    Cosmologie 16

    Istoria astronomiei 22

    Sistemul Solar 32

    Orizontul local și ceasurile solare 46

    Simulatoarele mișcării aparente 56

    Sistemul Pământ – Lună – Soare: Faze și eclipse 70

    Cutia micului astronom 78

    Spectrul solar și petele solare 90

    Viața stelelor 100

    Astronomia dincolo de vizibil 110

    Expansiunea Universului 120

    Planete și exoplanete 132

    Pregătirea pentru observare 146

  • Introducere

    Pentru a crește prezența astronomiei în școli este esențial să educi profesorii. Principalul scop al NASE este dezvoltarea profesională a profesorilor de înalt nivel din toate țările, profesori care sunt interesați în predarea astronomiei elevilor de diferite vârste prin introducerea noțiunilor astronomiei în diferite domenii curriculare sau prin trezirea interesului ele- vilor pentru științe prin studiul universului.

    Aceste cursuri sunt structurate în 14 secțiuni, in- cluzând conferințe și workshopuri și constituie un început pentru profesorii ce doresc să predea astro- nomia. Aceste 14 trepte care duc spre înțelegerea Universului, așa cum au fost compilate în această publicație, reprezintă munca unui număr de astro- nomi profesioniști și profesori care au dezvoltat cursurile pe parcursul mai multor ani, așa cum apa- re și pe website-ul NASE.

    Trebuie remarcat că toate activitățile propuse sunt activ participative, presupun observarea și chiar construirea de modele pentru a înțelege mai bine conținutul științi) c. Toate școlile au o curte; se pro- pune ca această curte să devină ”laborator de as- tronomie”, cu scopu de a folosi pentru observațiile astronomice și de a transforma elevii în principalii actori în demersul propriului proces de învățare.

    Mulțumim tuturor autorilor pentru ajutorul acor- dat în pregătirea materialelor. De asemenea este de notat ajutorul substanțial primit pentru tradu- cerea acestei cărți în engleză și română, revizuirea ) gurilor și gra) celor din partea: Ligia Areas, Bar- bara Castanheira, Lara Eakins, Jaime Fabregat, Ke- ely Finkelstein, Irina Marinova, Néstor Marinozzi, Erin Mentuch Cooper, Isa Oliveira, Cristina Padilla, Silvina Pérez Álvarez, Claudia Romagnolli, Colette Salyk, Viviana Sebben, Oriol Serrano, Rubén Trillo, Sarah Tuttle, Luminița Chicinaș, Paula Chiș, Mircea Georgescu, Gina Marcu, Cătălina Anca Marian și Co- rina Toma

    Invităm cititorul să consultea website-ul NASE pen- tru a a< a mai multe despre cursurile derulate până în prezent, precum și despre activitățile și noile cur- suri rezultate în urma formării grupurilor de lucru locale.

    Programul nu furnizează numai formarea inițială ci presupune ca grupul local să organizeze alte grupe de lucru cu profesorii interesați pentru a a continua munca, a crea noi materiale și noi activități, care să devină disponibile pe platforma web.

    Pe internet puteți găsi multe materiale suplimen- tare, care oferă o gamă largă de posibilități profe- sorului ce a urmat cursurile NASE, pentru a-și com- pleta cunoștințele și îmbunătăți acitivitățile. Considerăm că citatul următor, atribuit lui Confu- cius (551 – 479 î.e.n.), se protrivește perfect proiec- tului nostru și obiectivelor lui: Aud și uit, Văd și îmi amintesc, Fac și înțeleg.

    Principalul obiectiv al NASE este de a aduce astro- nomia tuturor, de a permite ) ecăruia să o înțeleagă și să se bucure de procesul de asimilare de noi cunoștințe.

  • 6

    Evoluţia stelelor John Percy Uniunea Astronomică Internațională, Universitatea Toronto (Canada)

    • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

    Rezumat Acest articol conţine informaţii utile pentru profesorii de ) zică, privind studiul stelelor şi evoluţia lor. De ase- menea, conţine link-uri utile pentru curriculumul tipic şcoalar şi sugerează activităţi relevante pentru elevi

    Obiective • Înțelegerea evoluţiei stelare şi a proceselor care determină această evoluție • Inţelegerea diagramei Hertzsprung-Russell • Înţelegerea sistemului de magnitudini absolute şi aparente

    • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

    Introducere Evoluţia stelară înseamnă studiul modi) cărilor apărute la nivelul stelelor, începând cu naşterea acestora, conti- nuând apoi cu îndelungata lor viață până la moarte, de la ,,forţele” gravitaţionale ale stelelor la energia radiantă. Pentru a compensa această pierdere de energie, stele- le produc energie prin procesele de fuziune nucleară ale unor elemente uşoare în altele mai grele. Acest fe- nomen schimbă încet compoziţia chimică a stelelor şi implicit şi celelalte proprietăţi ale acestora. În ) nal, ele nu vor mai avea combustibil nuclear şi astfel vor muri. Studiul naturii și evoluției stelelor ne ajută să înţelegem şi să apreciem natura şi evoluţia Soarelui nostru – astrul care face posibilă existenţa vieţii pe Pământ. Ne ajută să înţelegem originea sistemului nostru solar, a atomi- lor şi a moleculelor din care este format totul, inclusiv materia vie. Ne ajută să răspundem la întrebări funda- mentale ca aceasta: ,,sunt alte stele capabile să producă destulă energie, sa trăiască și să rămână stabile su) - cient de mult timp, astfel încât să ) e posibilă apariţia şi dezvoltarea vieţii pe planetele din jurul lor?”. Pentru acestea și multe alte motive, evoluţia stelelor este un subiect interesant pentru elevi.

    Proprietăţile Soarelui şi ale Stelelor Primul pas în înţelegerea originii şi evoluţiei Soarelui şi ale stelelor este înţelegerea proprietăţilor lor. Elevii ar trebui să înţeleagă modul în care sunt determinate aceste proprietăţi. Soarele este cea mai apropiată stea. Discuţii legate de Soare sunt realizate în alte părţi ale acestui curs. În acest articol, tratăm Soarele din punct de vedere al evoluţiei stelelor. Elevii ar trebui să înţeleagă

    proprietăţile şi structura, precum şi sursa de energie a Soarelui, deoarece aceleaşi principii permit astronomi- lor să determine structura şi evoluţia tuturor stelelor.

    Soarele Comparativ cu alte stele, determinarea proprietăţilor de bază ale Soarelui este un proces relativ uşor. Distanța medie dintre Pământ și Soare este de 1,495978715 x 1011 m; numim aceasta o unitate astronomică - UA. Raza unghiulară a Soarelui de 959,63 arcsec poate ) transformată, prin calcule de geometrie, într-o rază liniară de 6,96265 x 108 m sau 696265 km. Fluxul solar observat pe Pământ de 1370 W/m2 poate ) transformat într-o putere totală de 3,85 x 1026 W.

    Masa Soarelui poate ) determinată din forţa gravitaţională exercitată asupra planetelor, prin utiliza- rea legilor de mișcare şi gravitaţionale ale lui Newton, rezultând 1,9891 x 1030 kg. Temperatura la suprafaţa radiativă – stratul de unde provine lumina – este de 5780 K. Perioada de rotaţie este de aproximativ 25 de zile, dar variază în funcţie de latitudinea punctului con- siderat pe Soare. Este aproape perfect rotund și este compus în principal din hidrogen şi heliu. La activita- tea 2, elevii vor observa Soarele, cea mai apropiată stea, pentru a vedea cum arată o stea.

    Stelele Cea mai evidentă proprietate a unei stele este strălucirea sa aparentă. Aceasta se măsoară prin magnitudine, care este o măsură logaritmică a < uxului de energie pe care- l primim de la stea.

    Scala de magnitudine a fost dezvoltată de astronomul grec Hiparh (cca. 190-120 i.Hr.). Acesta a clasi) cat mag- nitudinea stelelor de la 1 la 5. Stelele cu o strălucire mai mică au magnitudine mai mare pozitivă. Mai târziu s-a constatat că s