 |
Астронет: Л. В. Жуков/РПГУ им. А.И. Герцена Современная астрономия и методика ее преподавания http://variable-stars.ru/db/msg/1177124/55.html |
| << Предыдущая |
Некоторые задачи по астрономии и физике космоса олимпиад Курской области
Курдюков Е.П., Постников Е.Б.
Курский государственный
педагогический университет
E-mail: teorfiz@pedgate.kursk.ru
Составление и подбор заданий для олимпиад является, несомненно, важным этапом в подготовке этого мероприятия. Как правило, часть заданий областной олимпиады составляют "региональный компонент". Они должны (по крайней мере, авторы стремятся к этому), удовлетворять таким требованиям как оригинальность, новизна, достаточная сложность. Приведем некоторые из предлагавшихся на областной олимпиаде Курской области.
Важно, что содержание задач также должно соответствовать современному состоянию науки на доступном для учащихся уровне. Большинство задач "федерального компонента" задач отражают "классические" вопросы астрономии, "игнорируя" астрофизический материал. Однако, существует большой простор для составления задач с физическим содержанием. Подтверждением этого служит высказывание Я.Б. Зельдовича и И.Д. Новикова по поводу астрофизической науки. В книге "Теория тяготения и эволюция звезд" (М.: Наука, 1971) они пишут, что "современная астрофизика оперирует главным образом с условиями, где применимость надежно установленных законов природы не вызывает сомнений. Астрофизика встречается лишь с необычной комбинацией этих условий". К данному типу относятся первые две из приведенных ниже задач.
Последние три предлагались учащимся на втором (экспериментальном) туре. Эти задания предполагают, что учащиеся выберут необходимые данные из визуально представленной информации, недостающие - из астрономических справочников. В этом случае им представлены большое поле деятельности, свобода фантазии, возможность проявить эрудицию, умение самостоятельно ставить перед собой конкретную проблему в соответствии с возможностями ее разрешения, показать астрономический кругозор ("родную планетную систему надо знать в лицо").
Задача 1. Небольшое космическое черное тело сферической формы находится на расстоянии, равном радиусу орбиты Марса. Оцените среднюю температуру поверхности тела. Какими причинами вызвано различие этой температуры и температуры поверхности Марса?
(Ответ: 
,
r - в астрономических единицах)
Задача 2. Две звезды, образующие устойчивую систему, в результате взрыва более массивной звезды и быстрого выброса части ее массы за пределы системы, перестают существовать как двойная. (Таково одно из объяснений распада звездных ассоциаций). Принимая массу звезды-спутника малой по сравнению с массой центрального компонента, определите долю массы выброшенного вещества. Что можно сказать о величине пространственной скорости этих звезд? Как изменилась бы ситуация в случае сравнимых масс компонентов?
(Ответ: 
)
Задача 3. Решение многих задач астрометрии проводится на основе формул сферической тригонометрии. В ряде случаев (предлагаемая задача) их можно не использовать. Вычислите (без учета атмосферной рефракции и пренебрегая угловыми размерами Солнца) продолжительность самой короткой ночи в Курске (f = 52њ). Как изменится этот промежуток, если учитывать те факторы, которыми пренебрегали?
(Ответ: 
)
Задача 4. Перед Вами - смонтированные в одном масштабе фотографии пяти крупнейших спутников одной из планет, полученные неким межпланетным космическим аппаратом. Ответьте на следующие вопросы:
Спутниками какой планеты они являются?
Найдите на фотографиях на обороте задания
эту планету и укажите номер рисунка.
Поставьте в соответствие каждому номеру
под каждым спутником его название, опишите,
каким образом Вы это определили.
Каким межпланетным космическим аппаратом
получены снимки, что Вы можете о нем сказать?
(Были представлены фотографии спутников
Урана, ниже - Юпитера, Урана, Нептуна,
Плутона).
Задача 5. Вам предлагается ряд фотоснимков, полученных межпланетными аппаратами "Вояджер-1" (серия 1) и "Вояджер-2" (серия 2). Расположите в каждой из серий фотографии в хронологическом порядке следующим образом: числом обозначается планетно-спутниковая система (увеличение числа отвечает более поздней фотографии), буквой при числе - принадлежность одной планетно-спутниковой системе (порядок букв не имеет значения). Назовите эти объекты, опишите характерные признаки, позволившие сделать выбор.
(Фотографии: в серии 1 - Ганимед, Юпитер, Мимас; в серии 2 - Сатурн, Тритон, Каллисто, Миранда, Нептун, Уран. Пользоваться литературой не разрешалось).
Задача 6. В повести братьев Стругацких "Путь на Амальтею" есть ряд пейзажных описаний, сделанных с точки зрения наблюдателя, находящегося на этом спутнике Юпитера. Вот примеры: "Бывает, что низко над хребтом висит пятнистый серп Ганимеда, или серебряный диск Каллисто, или оба, хотя это бывает довольно редко:А когда над горизонтом Солнце - круглое пятнышко слепящего пламени, равнина голубеет: По-настоящему красиво становится тогда, когда восходит Юпитер:он долго выбирается из-за горизонта, словно распухает, и занимает четверть неба". Произведите расчеты и ответьте численными оценками на следующие вопросы:
Каковы размеры Ганимеда и Каллисто при их
наблюдении с Амальтеи?
Насколько редко Ганимед и Каллисто видны
одновременно?
Какую часть неба, по расчетам, занимает
Юпитер?
Каковы размеры "круглого пятнышка Солнца"?
Выберите эталон для сравнения и оцените
утверждение о "слепящем пламени".
Насколько соответствует истине описание
восхода Юпитера?
Из предложенных фотоснимков выберите фотографии тех объектов, которые упоминались в задании (укажите номер рисунка и название изображенного объекта).
В заключение следует отметить, что в последние годы для иллюстрации задач визуальным материалом и составления "видеовопросов" открылся широкий простор благодаря доступу к сети Internet. Из наиболее представительных источников (использовавшихся и для поиска материалов к задачам 4-6) следует отметить официальный сайт проекта "Вояджер" http://vraptor.jpl.nasa.gov. Помимо большого объема информации по проектам "Вояджер-1 и 2", сайт содержит массу ссылок на материалы других межпланетных исследований и внеатмосферной астрономии. Из российских ресурсов может быть весьма полезным сайт "Астрономия на пеньке" http://www1.kosmopoisk.org/~astro и содержащиеся там ссылки.
| << Предыдущая |