Наталья Шатовская
Занимательная астрономия на уроках
"Физика в школе" N 1 за 1997 г.
Нет необходимости убеждать учителей, руководителей кружков и факультативов в
том, какое огромное значение имеет интерес учеников к предмету для его
успешного усвоения. Оригинальные, неожиданные, занимательные задачи - одно
из самых действенных средств при формировании такого интереса.
Ниже приведено несколько астрономических задач, составленных на материале
художественных текстов.
Задачи о Луне
-
В одной из русских народных загадок Луна описывается так:
"То блин, то полблина,
То та, то эта сторона"
Сможете ли вы определить, какая из последовательностей лунных
фаз соответствует действительности - рис.а или рис.б?
Ответ. Верна последовательность, показанная на
рис.б. После новолуния появляется "растущая" Луна. В фазе первой четверти
освещена правая половина Луны, затем наступает полнолуние, затем фаза последней
четверти, и в конце лунного месяца на небе остается тоненький (буквой "с")
серпик "старой" Луны.
-
В.Я.Брюсов писал:
...Снова ночи обнажённые
Заглядятся в воды сонные,
Чтоб зардеться на заре.
Тучка лёгкая привесится
К золотому рогу месяца,
Будет таять в серебре...
"Коварность"
Представьте себе, что вы художник, оформляющий томик стихов Брюсова.
Как бы вы нарисовали тучку, которая привесилась "к золотому рогу месяца" -
так, так или так?
Ответ.
Рисунок а не может соответствовать действительности,
поскольку Луна всегда находится существенно дальше от наблюдателя, чем тучка,
и не может её заслонять. Чтобы выбрать правильный из двух других рисунков,
нужно учесть, что "растущая" Луна бывает видна при заходе Солнца, а "старая" -
незадолго перед восходом. Вероятно, грустные раздумья героя стихотворения
продолжались до самого утра, поэтому правильным оказывается рисунок в.
-
В том же томике Брюсова наверняка есть стихотворение
"Балтика. Ещё закат".
Вот фрагмент из него:
Свой круг рисуя всё ясней,
Над морем Солнце опускалось,
А в море полоса огней,
Ему ответных, уменьшалась.
Где чары сумрака и сна
Уже дышали над востоком,
Всходила мёртвая луна
Каким-то жаждущим упрёком...
Можно ли из этого отрывка заключить, в какой фазе восходила Луна?
Ответ.
В фазе полнолуния. Восход Луны совпал по времени с заходом Солнца
- значит, Луна на небосводе противостоит Солнцу и поэтому наиболее хорошо
освещена.
-
Полистаем томик дальше. Вот фрагмент из стихотворения
"Август":
Здравствуй, август, венчан хмелем,
Смуглый юноша-сатир!
Мы ковры под дубом стелем,
Мы в лесу готовим пир!..
Август милый! Отрок смуглый!
Как и мы, ты тоже пьян.
Свечерело. Месяц круглый
Озарил круги полян.
В какой области неба находится месяц?
Ответ.
Эта задача обратна предыдущей. Луна в фазе полнолуния восходит
вечером и видна на востоке. Однако следует учесть, что в августе темнеет
поздно, и к тому времени, как "свечереет", Луна переместится в юго-восточную
область неба, тем более что её склонение в данный период отрицательно.
Задачи о звёздах
-
В одной из своих песен Юрий Визбор упоминает созвездие Южного Креста:
Тихо горы спят, Южный Крест залез на небо,
Спустились с гор в долину облака.
Осторожней, друг, ведь никто из нас здесь не был,
В таинственной стране Мадагаскар.
Заканчивается песня так:
Южный Крест погас в золотом рассветном небе...
Можно ли по этим строчкам догадаться, в какое время года герой совершает
своё путешествие?
Ответ.
Южный Крест занимает на небе участок между -55о и -64o
склонения и между 12 и 13 часами прямого восхождения. Остров Мадагаскар простирается
от 12о до 26о южной широты. На этих широтах созвездие является
заходящим и уходит под горизонт на несколько часов. Это обстоятельство и позволяет
ответить на вопрос.
Из текста песни следует, что Южный Крест был виден в течение всей
ночи. Поэтому можно предположить, что он кульминировал вблизи полуночи.
В таком случае не составит труда определить прямое восхождение Солнца:
оно отличается от прямого восхождения самого созвездия на 12 часов и может
быть равным от 0 до 1 часа. Итак, герой путешествует в конце марта -
начале апреля, т.е. когда в южном полушарии ранняя осень.
-
В рассказе "Старик и море"Эрнст Хемингуэй описывает,
как старый Сантьяго рыбачит в море у берегов Кубы:
"Было темно; в сентябре темнота всегда наступает внезапно, сразу же
после захода солнца. Он лежал, прислонившись к щербатым доскам, и изо
всех сил старался отдохнуть. На небе показались первые звёзды. Он не
знал названия звезды Ригель, но, увидев её, понял, что скоро покажутся и
все остальные".
Докажите, что Сантьяго не мог видеть Ригель. Какую звезду он на самом деле
увидел, если, конечно, это была звезда, а не яркая планета?
Ответ.
В сентябре прямое восхождение Солнца равно
примерно 12 часам, и после его захода будут видны звёзды с прямыми восхождениями
от 12 до 0 часов. Ригель имеет прямое восхождение около 5 часов и появится над
горизонтом в полночь. Вероятнее всего, Сантьяго увидел Антарес - над южным
горизонтом, или Арктур - над западным, или одну из звёзд осенне-летнего
треугольника - вблизи зенита. Задачу можно решить с помощью
обычной звёздной карты, учитывая, что на широте Кубы северный полюс мира
расположен гораздо ниже, чем на широте Москвы, и вырез на накладном круге
должен быть смещён к югу.
-
Вот фрагмент из стихотворения Ивана Бунина
"Плеяды":
Стемнело. Вдоль аллей, над сонными прудами
Бреду я наугад.
Осенней свежестью, листвою и плодами
Благоухает сад...
И звонок каждый шаг среди ночной прохлады.
И царственным гербом
Горят холодные алмазные Плеяды
В безмолвии ночном.
Сколько времени продолжалась прогулка героя стихотворения?
Ответ.
Поэтом описан один из вечеров ранней осени
вблизи равноденствия, следовательно, Солнце заходит в 18 часов. Используя
звёздную карту, установим, что Плеяды взойдут только в 20 часов, и ещё около
часа не будут видны в дымке у горизонта. Итак, чтобы увидеть Плеяды, герой
стихотворения должен гулять по саду не менее трёх часов.
Задачи о планетах
-
Причудливое движение планет издавна интересовало людей, полагавших, что
это движение влияет на их характеры и судьбы. Батская Ткачиха, героиня
"Кентерберийских рассказов" Джефри Чосера,
рассуждая о различии мужского и женского характеров, прибегает к
астрономической метафоре:
Ведь сын Меркурия и дочь Венеры -
Они совсем не схожи и ни в чём...
Их склонностей извечная борьба
Неотвратима, как сама судьба.
Когда в созвездье Рыб Меркурий тонет,
Встаёт Венера в ясном небосклоне.
Когда ж Венера утром догорит,
Вечерней дожидается зари
Тогда Меркурий. Так идет от века.
Права ли Батская Ткачиха, утверждающая, что Меркурий и Венеру нельзя
увидеть одновременно?
Ответ.
Разумеется, нет. Меркурий и Венера - внутренние планеты, и
наиболее хорошо видны при элонгации - наибольшем видимом удалении от
Солнца. При западной элонгации они восходят перед рассветом, при восточной -
заходят вслед за Солнцем. Однако периоды обращения планет неодинаковы,
поэтому и элонгации их происходят через различные промежутки времени.
Иногда западная элонгация Меркурия происходит в период утренней видимости
Венеры - тогда обе планеты видны перед рассветом. Возможна и одновременная
вечерняя видимость.
-
А вот лирический эпизод из романа Ференца Моры "Золотой
саркофаг", повествующего о правлении римского императора Диоклетиана.
Юноша, влюбленный в воспитанницу императора, из сада наблюдает за ярко
освещёнными окнами дворца, где пирует Диоклетиан и его приближённые:
"В одном из окон напротив погасили свет. Юноша поймал себя
на том, что давно не смотрит на небо. Это, конечно, Титанилла! Кому, кроме неё,
могло прийти в голову оставить праздничный стол ради звёздного неба.
Интересно, какую звезду она ищет? Угадать бы, чтобы их взгляды встретились
там, в беспредельной выси. Знает ли она, что вот этот золотой солид -
Юпитер, а серебряный сестерций - Венера. Тот заходит, а эта восходит.
Вдруг юноша чуть не вскрикнул от радости: взгляд Титаниллы устремился на
восток".
До какого часа пировали в императорском дворце?
Ответ.
Очевидно, для ответа на этот вопрос нужно проанализировать положение
планет. Юпитер - внешняя планета, и его заход может приходиться на
любое время суток. Другое дело Венера, которая удаляется от Солнца не
более чем на 47o и при наибольшей западной элонгации появляется на
небосводе на три часа раньше него. Таким образом, за три часа до рассвета
(если не позже) пиршество императора было в самом разгаре.
Приведённые примеры показывают, что на основе художественных текстов
можно составить немало интересных астрономических задач. К сожалению,
эта тема редко освещается в методической литературе. Однако преподавателю
астрономии и руководителю астрономического кружка можно порекомендовать
некоторые книги и статьи.
Последние годы занимательные задачи появились в школьном астрономическом
календаре (составитель М.Шевченко).
Отличную подборку задач Е.Левитан, Н.Мамуна и М.Шевченко поместили
в шестом номере журнала "Наука и жизнь" за 1984 год.
Многие годы "коллекционирует" астрономические ошибки из литературных
произведений писатель В.П.Лепилов. В 1991 году в Астрахани вышла его
книга "Литература и астрономия". Несколько фрагментов из этой книги
опубликовал журнал "Земля и Вселенная" в N3 за 1992 год.
Оригинальные задачи по всем разделам курса астрономии можно найти в
книге В.Ф.Орлова "300 вопросов по астрономии".