 |
Астронет: М. Е. Набоков Методика преподавания астрономии http://variable-stars.ru/db/msg/1174656/chapter5-6.html |
| << Предыдущая |
§ 33. Астрономический отдел в физическом кабинете.
В физическом кабинете обязательно надо отвести определённое место для некоторых постоянных пособий по астрономии. Первым из таких пособий является наглядный астрономический календарь. Задача его - давать учащимся картину неба на текущий месяц, иллюстрации к проходимой части курса и другие картины, пробуждающие интерес к астрономии. Надо завести особую доску размером примерно 100 см x 100 см, на которой выставлять ежемесячно звёздные карты и краткий пояснительный текст к ним. Чтобы изобразить вид неба в данное время, надо тут же прикрепить подвижную звёздную карту.
Вообще говоря, учащихся надо обязательно научить пользоваться подвижными картами, но при первоначальном знакомстве с небом для начальной самостоятельной работы такие карты непригодны; поэтому лучше вместе с подвижной картой вывешивать специальные карты южной половины небосвода (как в учебнике), описание, построений которых можно найти в курсах картографии.
Здесь же рядом надо выставить листок со сведениями, касающимися видимости планет, восхода и захода Солнца, фаз Луны. Эти сведения можно выписать из астрономического календаря и на каждый месяц писать их по одной и той же схеме. Тут же надо выставить звёздные карты движения тех планет, которые в текущем месяце видны в вечерние часы, а также и хорошую картинку, изображающую планету при наблюдении в трубу.
Особое место на доске должно быть оставлено для выставки результатов наблюдений учащихся, как систематических (солнечные пятна, переменные звёзды), так и случайных (кометы, падающие звёзды и т. п.). Вместо того чтобы наклеивать карты и выписки, лучше заранее в доске пропилить соответствующих размеров отверстия, а за ними сделать карманы (как в рамках для портретов), куда и вставлять картинки и таблицы.
"Таблицы по астрономии", изданные Учпедгизом, значительно помогут как выставке наглядного астрономического календаря, так и вообще оформлению этого отдела физического кабинета. Карта экваториальной полосы может послужить для отметки на ней булавками со значками положений планет, а план солнечной системы для расстановки места планет на их орбитах (эти таблицы полезно монтировать на фанере). Остальные картины таблиц надо по мере прохождения курса после демонстрации в классе развешивать на стене.
В кабинете желательно вывесить портреты астрономов: Коперника, Галилея, Дж. Бруно, Кеплера, Ньютона, Ломоносова, Гершеля, Лапласа, Струве, Бредихина, Цераского, Белопольского, Орлова, Амбарцумяна, Шмидта, Шайна и др.
На стене или притолоке двери полезно сделать деления, рассчитанные так, чтобы, глядя с определённого места, можно было видеть одно деление под углом в 1њ (в пределах не менее 20њ).
Из числа постоянно действующих приборов и установок, которые должны быть поставлены в астрономическом отделе физического кабинета на глазах учащихся, надо иметь ещё часы с маятником и с секундной стрелкой. Часы (в крайнем случае будильник) должны быть показателем верного времени. С этой целью ход их предварительно выверяется путём постепенных передвижений регулятора. Часы возможно чаще проверяются по радиосигналам (лучше всего эту работу выполнять ежедневно) и около них вешается табличка с указанием поправки. Около часов надо повесить чётко изготовленную надпись о том, что часы идут по поясному времени, и указать разность поясного и местного времени. Таким образом, эти часы всё время будут служить и точным показателем времени, и наглядной демонстрацией практического значения астрономии.
Для того чтобы каждый ясный день, не выходя из кабинета, можно было наблюдать момент истинного полудня и высоту Солнца в полдень, надо часть окна, выходящего на южную сторону, закрыть щитком с круглым отверстием, а по полу провести полуденную линию. Щиток следует сделать из железа и крепко привинтить его к раме. Полуденную линию на полу можно отметить или белой краской, или двумя гвоздями со шляпками, вбитыми в уровень с полом по концам этой линии. Если расположение физического кабинета не даёт возможности это устроить, можно сделать установку полуденной линии в каком-нибудь другом школьном помещении1.
 |
| Рис.
33. Подвесы маятника Фуко |
Очень полезным прибором является маятник Фуко, который можно устроить в классном помещении, если оно не подвержено тряске и не слишком низко (достаточно высоты 5 м). Подвешивание маятника на кардановом подвесе выполнить легко. Важно, чтобы груз был не меньше 5 кг. Вес существенно отзывается на времени, в течение которого продолжаются качания маятника. Подвесы маятника Фуко изображены на рисунке 33.
Для демонстрации вращения Земли
не требуется много времени. Отклонение
плоскости качания маятника вычисляется по
формуле:
где t - угол отклонения, t -
угол поворота Земли, j- широта
места. Для СССР j заключается
в пределах от 40 до 70њ, а sin j в
пределах от 0,643 до 0,940.
Если мы желаем получить
отклонение в 1њ (вполне заметное при длине
маятника в 5 м), то для широты 40њ получим:
для широты 700 получим:
Так как 1њ поворота Земли соответствует 4
минутам времени круглым счётом, то на
широте 40њ отклонение в 1њ можно заметить за
6,3 минуты, а на широте 70њ - за 4,3 минуты.
Если принять, что отметка,
которой достигает маятник при наибольшем
отклонении, находится на расстоянии г = 100 см
от центра круга, то дуга в 1њ, на которую
повернётся плоскость качания маятника,
оказывается равной 1,78 см (по формуле 
).
Если маятник качается хорошо, то
передвижение отметки наибольшего
отклонения на 1 см уже станет заметно, а для
этого потребуется от 3 до 4 минут.
Для успеха опыта необходимо, чтобы шар маятника при качаниях не совершал других колебательных движений и чтобы отметки отклонения были хорошо заметны. Первое зависит от способа пуска маятника. Обычно рекомендуется пускать маятник путём пережигания нити, но совсем небезразлично, как привязана к маятнику эта нить. При способе, показанном на рисунке 34, а, шар, будучи пущен пережиганием нити, неминуемо будет качаться около точки прикрепления к нему нити.
Рис. 34 а, б. Закрепления маятника Фуко
перед пуском:
а) неправильно; б)
правильно.
 |
| Рис. 35. Указатель к маятнику Фуко. |
Чтобы этого не было, следует лёгкой и мягкой материей охватить шар, а нить пропустить сквозь два отверстия в охватывающей его материи (рис. 34, б). Тогда шар можно подвесить так, что его остриё будет продолжением проволоки подвеса, и при пережигании нити материя спадёт, а шар пойдёт плавно, составляя как бы одно целое с подвесом.
У шара должно быть остриё-указатель внизу. Для регистрации отклонения маятника вместо обычно рекомендуемого насыпания песка лучше изготовить из картона или из жести цилиндрическую поверхность и установить её около маятника так, чтобы ось поверхности совпадала с покоящимся маятником (рис. 35). Расчёт радиуса основания поверхности следует делать, исходя от 1/2 или 2/3 амплитуды качания маятника. На поверхности наносятся деления в градусах и минутах времени так, что, следя за маятником и сверяясь с часами, учащиеся не только могут заметить отклонения маятника, но и проверить величину этого отклонения по формуле.
Пример расчёта отклонения плоскости качания маятника.
Пусть на широте 56њ маятник
качается с отклонением более 1 м. Для j
= 56њ и t = 0њ,25 (1 минута), t
вычисляем:
sin 560=0,829; t =0,25*0,829=00,207.
При радиусе отклонения в 1000 мм
длина дуги, соответствующей 0њ,207, будет:
Ввиду этого на цилиндрической поверхности радиуса в 1 м делаем отметки через 3,6 мм. Каждый промежуток между двумя соседними отметками будет соответствовать 1 минуте.
Кроме вышеперечисленных учебных пособий для проведения занятий по астрономии, физический кабинет должен, конечно, иметь проекционный фонарь, затемнение и, по возможности, киноаппарат.
1 Её необходимо время от времени проверять, так как возможны деформации рамы. Проверку следует поручать учащимся в качестве практической работы.
| << Предыдущая |