 |
Астронет: М. Е. Набоков Методика преподавания астрономии http://variable-stars.ru/db/msg/1174656/chapter6-3.html |
| << Предыдущая |
§ 42. Небесная сфера.
Понятие небесной сферы связано с явлением суточного движения небесных светил: если бы такого не существовало, не было бы необходимости и в мысленном построении полной шаровой поверхности, простирающейся и под горизонтом.
В этом месте изложения предварительное понятие небесной сферы путём подробного разбора явлений видимого суточного вращения небесных светил уточняется и разъясняется лишь как видимое. Для наглядного пояснения этих явлений следует использовать астрономический зонт и стеклянную колбу с намеченными на ней звёздами созвездий Большой Медведицы, Пегаса, Ориона и с приклеенным кружочком, изображающим Солнце. Зонт наглядно поясняет явления для наблюдателя, находящегося внутри небесной сферы, колба даёт возможность представить всю небесную сферу извне так, как её обычно изображают на чертежах. Так как на зонте звёзды нашиты и на внутренней, и на внешней его поверхности, то, пользуясь им, удобно в большом масштабе показать и явления суточного движения, и зеркальность изображений на стеклянной колбе.
Демонстрация стеклянной колбы облегчает переход к обычным чертежам, изображающим небесную сферу. Если осветить колбу ярким светом так, чтобы тень её упала на белый экран, то на нём получается изображение, соответствующее чертежу. Вращение колбы и зонта помогает объяснению существования оси вращения небесной сферы ("оси мира").
Видимое движение светил относительно горизонта учащимся уже известно отчасти из повседневного восприятия движения Солнца и Луны, отчасти из наблюдений ночного неба. Задача учителя состоит в том, чтобы обобщить эти наблюдения и привести к выводу, что эти движения обусловлены общим вращением небесной сферы, в свою очередь объясняемого вращением шарообразной Земли.
Изложение следует начать с восстановления в памяти учащихся хорошо известных фактов движения Солнца над горизонтом и рассказать, сопровождая рассказ чертежами, что и все созвездия движутся таким же образом над линией горизонта.
Рисунки, сопутствующие изложению, следует делать, изображая движение какого-нибудь из созвездий в восточной, южной и западной сторонах небосвода (весьма подходящи для этого созвездия Пегаса и Ориона), а затем в северной (созвездие Большой Медведицы). Установив, что созвездия передвигаются по небу подобно Солнцу в течение дня, учитель подводит к понятию центра вращения путём указаний, сопровождаемых рисунками и фотографией неба (с неподвижной камерой). Показав имеющуюся в учебнике фотографию околополярной области, учитель объясняет, что все звёзды вследствие суточного движения дали свои изображения в виде дуг, стягиваемых углами одного и того же размера. После этого уже легко показать, что все они имеют общий центр. Отсюда нетрудно бывает перейти к существованию на небе неподвижной точки (северного полюса неба) и необходимости существования такой же части небесной сферы, находящейся под плоскостью горизонта и противоположной по направлению.
При всех дальнейших объяснениях следует вводить на чертеже небесной сферы новые линии только после того, как они показаны на моделях.
После объяснения существования полюса неба сейчас же должно быть сделано указание на его местоположение близ a Малой Медведицы. При этом нужно подчеркнуть, что Полярная звезда находится не точно в точке полюса, а отстоит от него на 1њ, и что такое положение яркой звезды близ полюса есть лишь счастливая случайность нашего времени, которой, например, нет для южного полюса небесной сферы. Чтобы поярче продемонстрировать неполярность a Малой Медведицы, полезно показать сильно увеличенную карту окрестностей небесного полюса со звёздами до 8-9-й звёздной величины.
Здесь же должны быть даны указания, как найти Полярную звезду по созвездию Большой Медведицы. Эти указания (проведение мысленных линий по небу) имеют и общее значение, так как знакомят учащихся, если этого ещё не удалось показать и рассказать при начальных наблюдениях, с общими методами переходов от известных созвездий к неизвестным.
Суточное вращение небесной сферы должно быть объяснено вращением Земли, причём полезно это сделать, пользуясь моделью из географического глобуса, астрономического зонта и плоскости горизонта, установленной на глобусе (рис. 45). Самую модель плоскости горизонта для этого урока следует сделать с указателем направления оси мира. Держа над глобусом раскрытый зонт с ручкой, направленной по оси глобуса, учитель сначала вращает зонт и обращает внимание учащихся на перемещение созвездий относительно плоскости горизонта, потом показывает, что то же самое получается, если вращать в противоположную сторону глобус вместе с закреплённой на нём моделью. Ось мира остаётся параллельной оси вращения.
Понятие о географических координатах учащиеся имеют из курса географии, и специального разъяснения их не требуется. Следует только уточнить эти понятия и разъяснить, что на поверхности шара такой способ определения положения наиболее удобен и естественен. Такое разъяснение создаёт предпосылки для понимания экваториальных координат, и, самое главное, это даёт возможность разъяснить, что вращение Земли естественно приводит к построению координат, имеющих полюсы в концах земной оси. После этого надо связать и другие небесные точки и направления с вращающейся и шарообразной Землёй.
Так как вращение небесной сферы уже показано, то, пользуясь при необходимости теми же пособиями, легко пояснить понятие оси мира и наглядно показать её параллельность оси вращения Земли.
После установления понятия оси мира столь же легко и естественно ввести понятие небесного экватора, как линии, получающейся от деления небесной сферы пополам плоскостью, перпендикулярной оси мира. Наглядное пояснение легко дать при помощи стеклянной колбы, на которой тут же следует нанести тушью или чернилами эту линию.
Затем можно обратиться к объяснению понятия суточной параллели и наглядно показать ее при помощи колбы с водой. Если имеется чёрный глобус, то следует совершить переход к этому новому пособию, поставив его рядом с колбой и нанеся на нём ту же линию мелом. В дальнейшем следует всё чаще и чаще при объяснениях пользоваться чёрным глобусом, обращаясь к колбе только в тех случаях, когда чёрный глобус мало помогает разъяснению.
В этом месте курса уместно более подробно объяснить кажущийся эффект голубого небосвода днём и привести факты, доказывающие существование на нём звёзд, кратко разъяснив причины их невидимости при свете Солнца.
 |
| Рис.
59. Модель основных направлений и гномонов на географическом глобусе. |
Направление оси мира и экватора в
любом месте на Земле надо сопоставить с
направлением оси вращения Земли и
плоскости земного экватора. При этом нужно
обратиться к основному определению
небесной сферы и объяснить, что при
произвольности радиуса сферы и в силу того,
что расстояния до звёзд несравненно больше
радиуса Земли, направление оси мира
параллельно оси вращения Земли. После этого
уже нетрудно вывести и параллельность
плоскости земного и небесного экватора. Для
наглядности полезно устанавливать на
географическом глобусе кружок горизонта с
наклеенным на нём изображением плоскости
экватора и прикреплённой к нему осью мира.
Устанавливая эту модель в разных местах
глобуса и поворачивая соответственно ось
мира с прикреплённым к нему экватором,
учитель наглядно покажет всё это и тем
подготовит учащихся к выводу о
расположении небесной сферы на различных
широтах Земли (рис. 59).
| << Предыдущая |